舵系统负载模拟测试装置的制作方法

本发明涉及舵系统负载测试技术领域，特别涉及一种舵系统负载模拟测试装置。

背景技术：

舵机是保证飞行器稳定受控飞行的执行机构，其性能好坏直接影响导弹等飞行器的控制精度和命中率。为了验证其在高空复杂环境下能否保持良好工作状态，舵系统在负载试验下的性能指标是反映舵系统综合性能的主要方面，在研制过程中通常利用负载模拟器依据舵机在飞行中的负载状况对舵机进行力矩加载，测试其加载状态下的动态性能与控制精度，从而实现在试验室环境下，考核舵机在近似实际载荷作用下的动态性能。然而，现有的负载模拟器结构复杂，不便操作。

因此，如何提供一种结构简单、便于操作的测试装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种舵系统负载模拟测试装置，结构简单且便于操作。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种舵系统负载模拟测试装置，包括：

用于测量舵机的扭矩的扭矩传感器；

用于在非线性负载模式以及惯性负载模式下向舵机提供负载的力矩装置；

用于在弹性负载模式下向舵机提供负载的第一扭杆弹簧，在所述弹性负载模式下，所述第一扭杆弹簧的一端连接于舵机且另一端固定设置。

优选地，所述第一扭杆弹簧在所述弹性负载模式下连接于所述力矩装置与所述扭矩传感器之间，且所述力矩装置处于锁闭力矩下。

优选地，还包括用于在所述非线性负载模式以及所述惯性负载模式下连接于所述扭矩传感器与所述力矩装置之间的第二扭杆弹簧，以在所述力矩装置与所述扭矩传感器之间进行传动。

优选地，还包括控制装置，所述力矩装置与所述扭矩传感器分别信号连接所述控制装置，在所述非线性负载模式以及所述惯性负载模式下，所述控制装置能够根据所述扭矩传感器的反馈值修正所述力矩装置的加载值。

优选地，还包括增速器，在所述非线性负载模式以及所述惯性负载模式下，所述增速器连接于所述第二扭杆弹簧与所述力矩装置之间。

优选地，所述力矩装置为力矩电机或磁粉制动器。

优选地，还包括安装台，所述安装台上设有用于支撑所述扭矩传感器的传感器支架和用于支撑扭杆弹簧的弹簧支架。

本发明提供的舵系统负载模拟测试装置，包括：用于测量舵机的扭矩的扭矩传感器；用于在非线性负载模式以及惯性负载模式下向舵机提供负载的力矩装置；用于在弹性负载模式下向舵机提供负载的第一扭杆弹簧，在弹性负载模式下，第一扭杆弹簧的一端连接于舵机且另一端固定设置。

在弹性负载模式下，第一扭杆弹簧提供负载，扭矩传感器连接在舵机与第一扭杆弹簧之间。舵机按照给定的控制指令运动并带动第一扭杆弹簧，以实现弹性负载加载测试，其中，第一扭杆弹簧具体可以为弹簧钢，且可以根据测试需要更换不同尺寸的第一扭杆弹簧进行测试，以实现不同弹性负载梯度的加载测试。

在非线性负载模式与惯性负载模式下，力矩装置提供负载。此时，扭矩传感器连接在力矩装置与舵机之间。其中，力矩装置提供恒定的负载力矩时即处于惯性负载模式下，力矩装置按照给定的参数提供变化的负载时即处于非线性负载模式下。

该测试装置中，通过扭矩传感器、力矩装置与第一扭杆弹簧的设置，可以实现对舵系统不同负载模式下的模拟测试，结构简单，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供舵系统负载模拟测试装置的结构图。

图中，1-舵机，2-扭矩传感器，3-传感器支架，4-第一扭杆弹簧，5-弹簧支架，6-增速器，7-力矩装置，8-安装台，9-加载控制器，10-工控计算机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种舵系统负载模拟测试装置，结构简单且便于操作。

本发明所提供舵系统负载模拟测试装置的一种具体实施例中，请参考图1，包括扭矩传感器2、第一扭杆弹簧4以及力矩装置7。扭矩传感器2用于测量舵机1的扭矩。力矩装置7用于在非线性负载模式以及惯性负载模式下向舵机1提供负载。第一扭杆弹簧4用于在弹性负载模式下向舵机1提供负载，且在弹性负载模式下，第一扭杆弹簧4的一端连接于舵机1且另一端固定设置。

在弹性负载模式下，第一扭杆弹簧4提供负载，扭矩传感器2连接在舵机1与第一扭杆弹簧4之间。舵机1按照给定的控制指令运动并带动第一扭杆弹簧4，以实现弹性负载加载测试，其中，第一扭杆弹簧4具体可以为弹簧钢，且可以根据测试需要更换不同尺寸的第一扭杆弹簧4进行测试，以实现不同弹性负载梯度的加载测试。

在非线性负载模式与惯性负载模式下，力矩装置7提供负载。此时，扭矩传感器2连接在力矩装置7与舵机1之间。其中，力矩装置7提供恒定的负载力矩时即处于惯性负载模式下，力矩装置7按照给定的参数提供变化的负载时即处于非线性负载模式下。

其中，扭矩传感器2用于测量舵机1的实时负载力矩，可以根据需要选用满足使用精度要求及高频响的传感器，具体地，实时测量精度可以在0.2％以内。

本实施例中，通过扭矩传感器2、力矩装置7与第一扭杆弹簧4的设置，可以实现对舵系统不同负载模式下的模拟测试，结构简单，操作方便。

在上述实施例的基础上，第一扭杆弹簧4在弹性负载模式下连接于力矩装置7与扭矩传感器2之间，且力矩装置7处于锁闭力矩下。

本实施例中，第一扭杆弹簧4的固定端是通过力矩装置7实现固定的，力矩装置7处于锁闭力矩状态下时相对静止，此时，力矩装置7的位置恒定，不会随第一扭杆弹簧4转动，即第一扭杆弹簧4直接连接在力矩装置7即可实现端部的固定，从而可以减少用于固定第一扭杆弹簧4的固定支架等装置的设置，有利于进一步简化结构。

在上述任一实施例的基础上，该测试装置中还可以包括第二扭杆弹簧，第二扭杆弹簧用于在非线性负载模式以及惯性负载模式下连接在扭矩传感器2和力矩装置7之间，以在力矩装置7与扭矩传感器2之间进行传动。

本实施例中，第二扭杆弹簧与第一扭杆弹簧4不同的是，第二扭杆弹簧的作用是力矩装置7与扭矩传感器2之间的具有缓冲功能的传动轴，而并非用于提供弹性负载。相比于扭矩传感器2与力矩装置7之间采用完全刚性连接的方式，本实施例中采用第二扭杆弹簧进行传动可以起到缓冲作用，第二扭杆弹簧可以吸收部分振动，可以避免给舵机1施加大模拟负载情况下启动时的瞬时冲击，具有保护作用。

在上述任一实施例的基础上，该舵系统负载模拟测试装置还可以包括控制装置，力矩装置7与扭矩传感器2分别信号连接控制装置。在非线性负载模式以及惯性负载模式下，控制装置能够根据扭矩传感器2的反馈值修正力矩装置7的加载值。

其中，控制装置具体可以包括加载控制器9和与加载控制器9信号连接的工控计算机10，扭矩传感器2、力矩装置7以及工控计算机10分别信号连接于加载控制器9。

本实施例中，控制装置可以适时检测扭矩传感器2反馈数值并与设定的加载值比较，修正力矩装置7的工作力矩，最终实现按照设计的负载曲线给舵系统加载，有利于提高测试的准确性。

在上述任一实施例的基础上，该舵系统负载模拟测试装置还可以包括增速器6。在非线性负载模式以及惯性负载模式下，增速器6连接于第二扭杆弹簧与力矩装置7之间，此时，舵机1、扭矩传感器2、第二扭杆弹簧、增速器6以及力矩装置7依次连接。

本实施例中，通过增速器6的设置，可以起到增速减力矩的作用，则使用尺寸较小的力矩装置7也可以完成较大测试范围的加载试验，有利于进一步减小整个装置的尺寸和重量。

在上述任一实施例的基础上，力矩装置7可以为力矩电机或磁粉制动器，便于对加载试验的控制。

在一种力矩装置7为磁粉制动器的舵系统负载模拟测试装置中，该在测试时，通过控制装置给磁粉制动输入激磁电流，磁粉制动器产生负载力矩。

在弹性负载模式下，给定磁粉制动器一个锁闭力矩，磁粉制动器位置恒定，不随第一扭杆弹簧4转动，此时，舵机1按照给定的控制指令运动并带动第一扭杆弹簧4，实现弹性负载加载测试，根据不同需要可以更换不同尺寸的第一扭杆弹簧4，从而实现不同弹性负载梯度的加载测试。

在非线性负载和惯性负载模式下，第一扭杆弹簧4更换为适当的具有较大刚度的第二扭杆弹簧，使第二扭杆弹簧起到具有缓冲功能的传动轴的作用连接舵机1和磁粉制动器，磁粉制动器则根据给定的激磁电流在舵系统运动过程中产生按照给定参数变化或恒定的负载力矩。

在测试过程中，控制装置实时检测扭矩传感器2反馈数值并与设定的加载值比较，并修正磁粉制动器的激磁电流，从而改变磁粉制动器的工作力矩，最终实现按照设计的负载曲线给舵系统加载。

在上述任一实施例的基础上，该舵系统负载模拟测试装置还可以包括安装台8，安装台8上设有用于支撑扭矩传感器2的传感器支架3和用于支撑扭杆弹簧的弹簧支架5，该扭杆弹簧具体为第一扭杆弹簧4或第二扭杆弹簧。安装台8的设置便于该测试装置中各个部件的放置，可以使整个装置结构紧凑。其中，在更换扭杆弹簧时，具体可以根据实际需要调节弹簧支架5的尺寸。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的舵系统负载模拟测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。