一种瞬态微小力矩测试装置的制造方法
【专利摘要】一种瞬态微小力矩测试装置，包括供气系统、机械台体和测控柜,所述机械台体包括高精度气浮轴系、测角元件、测力系统、解锁闭锁系统。气浮主轴法兰通过螺钉固定在机械台体外壳上，测角元件通过螺钉固定在气浮主轴下止推面上。所述测力系统包括2个力传感器、2个力传感器座、2个力臂，2个力传感器分别通过螺钉固定在2个力传感器座上，力传感器座用螺钉固定在台体外壳上，2个力臂通过过渡座用螺钉固定在气浮主轴上，力臂将力转化为力矩并起到放大的作用。所述解锁闭锁系统包括2个微型气缸和2个电磁阀,2个电磁阀安装在测控柜内，测控柜发送闭锁/解锁指令控制电磁阀的关闭，从而实现气缸气源的通断，达到控制闭锁/解锁的功能。具有测量灵敏度高、精度高、响应快速的特点，可用于无伸出轴的、卫星飞轮力矩测试的微小动态力矩测试装置。
【专利说明】
一种瞬态微小力矩测试装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种瞬态微小力矩测试装置。
【背景技术】
[0002]反作用飞轮利用加速或减速时产生的反作用力矩控制卫星的姿态，因此要求力矩测试装置测量灵敏度高、测量精度高、响应快速。目前测试微小力矩的方法主要采用电磁力矩器的方法，如专利CN200810137335.2《飞轮反作用力矩测试装置》，该发明利用反作用力矩使力矩器的定转子之间发生相对转动，并通过在转子线圈上施加可控电流，使力矩器的定转子保持相对静止。该发明对反作用力矩进行扰动追踪，需要复杂的精确的闭环控制系统，受测试原理限制，该发明测量灵敏度及精度、响应速度均无法满足更高的测试需求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型其目的就在于提供一种瞬态微小力矩测试装置，具有测量灵敏度高、精度高、响应快速的特点，可用于无伸出轴的、卫星飞轮力矩测试的微小动态力矩测试装置。
[0004]实现上述目的而采取的技术方案，包括供气系统、机械台体和测控柜，所述机械台体包括高精度气浮轴系、测角元件、测力系统、解锁闭锁系统，精度气浮轴系的主轴法兰通过螺钉固定在台体外壳上，测角元件通过螺钉固定在高精度气浮轴系的主轴下止推面上，所述测力系统包括2个力传感器，2个力传感器分别通过螺钉固定在2个力传感器座上，力传感器座用螺钉固定在台体外壳上，2个力臂通过过渡座用螺钉固定在高精度气浮轴系的主轴上，力臂将力转化为力矩并起到放大的作用，所述解锁闭锁系统包括2个微型气缸和2个电磁阀，2个电磁阀安装在测控柜内，测控柜发送闭锁/解锁指令控制电磁阀的关闭，从而实现气缸气源的通断，达到控制闭锁/解锁，设备闭锁时两气缸伸出顶住力臂实现闭锁功能，设备解锁时两气缸缩回实现解锁功能。
[0005]有益效果
[0006]与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
[0007]采用力臂杆对力矩进行放大，采用高精度圆光栅对轴系的微小转动角度进行补偿，提高了力矩测量灵敏度和测量精度;采用响应频率高达IKHz的力传感器，可对力矩的变化进行快速响应。
[0008]1、测量灵敏度高，最小测量力矩可达5 X 10—5Nm;
[0009]2、测量精度高，全量程精度小于0.1%。
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0011]图1为本装置的系统结构示意图；
[0012]图2为本装置中机械台体结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]本装置包括供气系统(10)、机械台体(11)和测控柜(12)，如图1所示，所述机械台体(11)包括高精度气浮轴系(I)、测角元件(9)、测力系统(6)、解锁闭锁系统(3)，如图2所示，高精度气浮轴系(I)的主轴法兰1-1通过螺钉固定在台体外壳(2)上，测角元件(9)通过螺钉固定在高精度气浮轴系(I)的主轴下止推面1-2上，所述测力系统(6)包括2个力传感器
(7)，2个力传感器(7)分别通过螺钉固定在2个力传感器座(8)上，力传感器座(8)用螺钉固定在台体外壳(2)上，2个力臂(4)通过过渡座(5)用螺钉固定在高精度气浮轴系(I)的主轴上，力臂(4)将力转化为力矩并起到放大的作用，所述解锁闭锁系统(3)包括2个微型气缸和2个电磁阀，2个电磁阀安装在测控柜(12)内，测控柜(12)发送闭锁/解锁指令控制电磁阀的关闭，从而实现气缸气源的通断，达到控制闭锁/解锁，设备闭锁时两气缸伸出顶住力臂
(4)实现闭锁功能，设备解锁时两气缸缩回实现解锁功能。
[0014]所述测角元件(9)为高精度圆光栅。
[0015]所述测控柜包括测角细分盒、计算机系统。
实施例
[0016]本实用新型的微小动态力矩测试装置包括供气系统、机械台体和测控柜，如图1所不O
[0017]供气系统的典型组成包括储气罐、空气干燥机、过滤器、油雾分离器、减压阀、压力表，所述供气系统与机械台体通过供气管道连接。
[0018]机械台体放置在一块三角形底板上，所述三角形底板包括3个调平螺栓将转台调至水平。
[0019]如图2所示，机械台体包括台体外壳(2)、高精度气浮轴系(1)、测力系统(6)、测角元件(9)、解锁闭锁系统(3)。
[0020]所述解锁闭锁装置包括2个微型气缸、2个电磁阀(在测控柜内)。
[0021]所述测力系统包括2个高精度力传感器(7)、2个数字处理模块(6)，所述高精度力传感器通过测力头与力臂杆(4)灵活接触，安装于台体下部，所述数字处理模块与所述高精度力传感器通过电缆连接，所述数字处理模块通过串口与计算机系统通信。
[0022]所述测角元件为高精度圆光栅，与电控柜中测角细分盒通过电缆连接。当气浮轴系上有力矩存在时，轴系会转动一个角度，使得测力传感器的测力头轴线与力臂的面存在一个分力，使得力臂上承受的正压力小于测力传感器上的力，分力产生的力矩对测试结果的影响通过转动的角度进行修正。
【主权项】
1.一种瞬态微小力矩测试装置，包括供气系统(10)、机械台体(11)和测控柜(12)，其特征在于，所述机械台体(11)包括高精度气浮轴系(1)、测角元件(9)、测力系统(6)、解锁闭锁系统(3)，精度气浮轴系(I)的主轴法兰(1-1)通过螺钉固定在台体外壳(2)上，测角元件(9)通过螺钉固定在高精度气浮轴系(I)的主轴下止推面(1-2)上，所述测力系统(6)包括2个力传感器(7)，2个力传感器(7)分别通过螺钉固定在2个力传感器座(8)上，力传感器座(8 )用螺钉固定在台体外壳(2 )上，2个力臂(4 )通过过渡座(5 )用螺钉固定在高精度气浮轴系(I)的主轴上，力臂(4)将力转化为力矩并起到放大的作用，所述解锁闭锁系统(3)包括2个微型气缸和2个电磁阀，2个电磁阀安装在测控柜(12)内，测控柜(12)发送闭锁/解锁指令控制电磁阀的关闭，从而实现气缸气源的通断，达到控制闭锁/解锁，设备闭锁时两气缸伸出顶住力臂(4)实现闭锁功能，设备解锁时两气缸缩回实现解锁功能。2.根据权利要求1所述的一种瞬态微小力矩测试装置，其特征在于，所述测角元件(9)为高精度圆光栅。3.根据权利要求1所述的一种瞬态微小力矩测试装置，其特征在于，所述测控柜包括测角细分盒、计算机系统。
【文档编号】G01L3/00GK205580637SQ201521054101
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】姜玲燕, 黄帅, 余海盛
【申请人】九江精密测试技术研究所