可移动的舵机负载模拟器支撑装置的制作方法

本发明涉及运动仿真技术领域，尤其涉及一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置。

背景技术：

在飞航导弹制导控制系统半实物仿真试验中，为了验证舵机系统的伺服跟踪性能、对铰链力矩的抗扰动能力和对舵面惯性负载的带载能力，通常采用舵机负载模拟器来模拟舵机所受到的铰链力矩和惯性负载，将舵机安装在负载模拟器底座上，舵轴与负载模拟器输出轴刚性连接，负载模拟器在跟随舵机运动的同时实现负载加载。舵机负载模拟器和转台、目标模拟器等设备一样，是飞航导弹制导控制半实物仿真系统的重要组成部分。

常见的舵机负载模拟器由四个加载通道和一个底座组成，加载通道安装于底座上方，加载通道用来实现加载功能，而底座则用来固定加载通道和安装舵机工装。传统的底座结构主要有“十字形”结构和“平行并排”结构两种。“十字形”底座结构的舵机负载模拟器如图6所示，该型负载模拟器可为“十字形”结构的舵系统加载，“十字形”结构的舵系统为最常见的舵系统形式，如图7所示。但“十字形”结构的负载模拟器不能为特殊结构的舵系统和联动舵系统加载，特殊结构的舵系统有舵轴夹角为120°的舵系统和舵轴夹角为60°的舵系统，如图8和图9所示，也不能为联动舵系统加载。“平行并排”结构的舵机负载模拟器如图10所示，使用“平行并排”结构的负载模拟器进行加载时，需要将舵机从舵仓中取出，然后逐个安装到对应的加载通道上。“平行并排”结构要求舵机与舵仓可拆分，且不能为具有联动结构的舵机进行加载。因此，现有技术中的负载模拟器适应性和通用性均较差。

技术实现要素：

本发明提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，能够解决现有技术中负载模拟器的适应性和通用性差的技术问题。

本发明提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，舵机负载模拟器支撑装置包括：基座，待加载的舵系统设置在基座上；圆弧导轨，圆弧导轨设置在基座上；多个移动承载组件，多个移动承载组件可移动地设置在圆弧导轨上，各个移动承载组件上均设置有加载单元，加载单元用于对待加载的舵系统进行加载；其中，舵机负载模拟器支撑装置根据待加载的舵系统中的舵机数量从多个移动承载组件中选择相应数量的移动承载组件以及根据待加载的舵系统中多个舵机的相对位置调整所选择的移动承载组件在圆弧导轨上的位置以完成对舵系统的加载。

进一步地，各个移动承载组件均包括：第一底座，第一底座可移动地设置在圆弧导轨上；第一直线导轨，第一直线导轨设置在第一底座上；第二底座，第二底座可移动地设置在第一直线导轨上；第二直线导轨，第二直线导轨设置在第二底座上，第二直线导轨与第一直线导轨呈夹角设置；支撑座，支撑座设置在第二直线导轨上，支撑座用于安装加载单元。

进一步地，移动承载组件还包括第一驱动组件和第二驱动组件，第一驱动组件设置在第二底座和第一直线导轨之间，第一驱动组件用于驱动第二底座沿第一直线导轨移动；第二驱动组件设置在支撑座和第二直线导轨之间，第二驱动组件用于驱动支撑座沿第二直线导轨移动。

进一步地，第一驱动组件包括第一齿轮和第一齿条，第一齿条设置在第一底座上，第一齿轮设置在第二底座上，支撑装置还包括第一手轮，第一手轮与第一齿轮驱动连接，第一手轮通过驱动第一齿轮与第一齿条相啮合以带动第二底座沿第一直线导轨移动。

进一步地，移动承载组件还包括两个第一直线导轨和两个第一滑块组，两个第一直线导轨平行设置，两个第一滑块组间隔设置在第二底座上且与两个第一直线导轨对应设置，第一齿条设置在两个第一直线导轨之间，第一齿轮设置在两个第一滑块组之间，第二底座通过两个第一滑块组可移动地设置在第一直线导轨上。

进一步地，第二驱动组件包括第二齿轮和第二齿条，第二齿条设置在第二底座上，第二齿轮设置在支撑座上，支撑装置还包括第二手轮，第二手轮与第二齿轮驱动连接，第二手轮通过驱动第二齿轮与第二齿条相啮合以带动支撑座沿第二直线导轨移动。

进一步地，移动承载组件还包括两个第二直线导轨和两个第二滑块组，两个第二直线导轨平行设置，两个第二滑块组间隔设置在支撑座上且与两个第二直线导轨对应设置，第二齿条设置在两个第二直线导轨之间，第二齿轮设置在两个第二滑块组之间，支撑座通过两个第二滑块组可移动地设置在第二直线导轨上。

进一步地，第一直线导轨沿移动承载组件在圆弧导轨位置处的切线方向设置，第二直线导轨沿移动承载组件朝向圆弧导轨中心的方向设置。

进一步地，支撑装置还包括第一锁定部、第二锁定部和第三锁定部，第一锁定部设置在第一底座上，第一锁定部用于将第一底座与基座之间相固定，第二锁定部设置在第二底座上，第二锁定部用于将第二底座与第一底座之间相固定，第三锁定部设置在支撑座上，第三锁定部用于将支撑座与第二底座之间相固定。

进一步地，第一直线导轨和第二直线导轨的最大直线度误差均小于0.02mm。

应用本发明的技术方案，提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，本发明通过在负载模拟器的基座上安装圆弧导轨，多个用于安装加载单元100的移动承载组件可移动地设置在圆弧导轨上，当需要对任一舵系统进行加载时，根据待加载的舵系统中的舵机数量从多个移动承载组件中选择相应数量的移动承载组件，根据待加载的舵系统中的各个舵机之间的相对位置角度对各个移动承载组件在圆弧导轨上的位置进行调整以实现对各个舵机的同时加载，此种方式能够适应多个舵机数量以及多个舵机排布角度的舵系统的加载需求，极大地提高了舵机负载模拟器对不同结构形式的舵系统的适应性和通用性。本发明所提供的可移动的舵机负载模拟器支撑装置与现有技术相比，极大地改变了现有负载模拟器在不拆分舵机与舵仓的情况下只能为“十字形”舵系统加载，而不能为特殊结构舵系统和具有联动结构舵系统加载的局面。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的可移动的舵机负载模拟器支撑装置的结构示意图；

图2示出了根据使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为“十字形”舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置示意图；

图3示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为120°舵轴夹角舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置示意图；

图4示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为60°舵轴夹角舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置示意图；

图5示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为90°舵轴夹角舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置示意图；

图6示出了现有技术中提供的“十字形”底座结构舵机负载模拟器的结构示意图；

图7示出了现有技术中提供的“十字形”舵系统的结构示意图；

图8示出了现有技术中提供的120°夹角舵系统的结构示意图；

图9示出了现有技术中提供的60°夹角舵系统的结构示意图；

图10示出了现有技术中提供的“平行并排”底座结构的舵机负载模拟器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、基座；20、圆弧导轨；30、移动承载组件；31、第一底座；32、第一直线导轨；33、第二底座；34、第二直线导轨；35、支撑座；100、加载单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图5所示，根据本发明的具体实施例提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，该舵机负载模拟器支撑装置包括基座10、圆弧导轨20和多个移动承载组件30，待加载的舵系统设置在基座10上，圆弧导轨20设置在基座10上，多个移动承载组件30可移动地设置在圆弧导轨20上，各个移动承载组件30上均设置有加载单元100，加载单元100用于对待加载的舵系统进行加载；其中，舵机负载模拟器支撑装置根据待加载的舵系统中的舵机数量从多个移动承载组件30中选择相应数量的移动承载组件30以及根据待加载的舵系统中多个舵机的相对位置调整所选择的移动承载组件30在圆弧导轨20上的位置以完成对舵系统的加载。

应用此种配置方式，提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，本发明通过在负载模拟器的基座上安装圆弧导轨，多个用于安装加载单元的移动承载组件可移动地设置在圆弧导轨上，当需要对任一舵系统进行加载时，根据待加载的舵系统中的舵机数量从多个移动承载组件中选择相应数量的移动承载组件，根据待加载的舵系统中的各个舵机之间的相对位置角度对各个移动承载组件在圆弧导轨上的位置进行调整以实现对各个舵机的同时加载，此种方式能够适应多个舵机数量以及多个舵机排布角度的舵系统的加载需求，极大地提高了舵机负载模拟器对不同结构形式的舵系统的适应性和通用性。本发明所提供的可移动的舵机负载模拟器支撑装置与现有技术相比，极大地改变了现有负载模拟器在不拆分舵机与舵仓的情况下只能为“十字形”舵系统加载，而不能为特殊结构舵系统和具有联动结构舵系统加载的局面。

作为本发明的一个具体实施例，可采用铸铁平台作为基座10，基座10可作为舵机负载模拟器的基准平台，基座10的上表面按0级平台表面刮研，具有大重量、高刚度和尺寸稳定性，保证舵机负载模拟器系统在进行加载时基体稳定，在长期使用后系统结构不发生变形，精度仍能满足要求。圆弧导轨20铺设于基座10的上表面，多个移动承载组件30可移动地设置在圆弧导轨20上。

进一步地，在本发明中，为了有效提升负载模拟器对不同尺寸的舵系统的适应性和通用性，可将各个移动承载组件30均配置为包括第一底座31、第一直线导轨32、第二底座33、第二直线导轨34和支撑座35，第一底座31可移动地设置在圆弧导轨20上，第一直线导轨32设置在第一底座31上，第二底座33可移动地设置在第一直线导轨32上，第二直线导轨34设置在第二底座33上，第二直线导轨34与第一直线导轨32呈夹角设置，支撑座35设置在第二直线导轨34上，支撑座35用于安装加载单元100。

应用此种配置方式，通过在支撑装置中引入第一直线导轨和第二直线导轨，使得加载单元在绕着圆弧导轨运动的同时，能够实现在第一直线导轨方向移动以及在第二直线导轨方向的移动，由此改变了现有负载模拟器对舵系统尺寸适应性差的问题，有效提升了负载模拟器对不同尺寸的舵系统的适应性和通用性。

作为本发明的一个具体实施例，第一直线导轨32沿移动承载组件30在圆弧导轨20位置处的切线方向设置，第二直线导轨34沿移动承载组件30朝向圆弧导轨20中心的方向设置。在此种配置方式下，当任意两个加载单元100通过在圆弧导轨20上移动以初步达到设定角度后，此时可以通过调整各个加载单元100在沿第一直线导轨方向的位置，对该任意两个加载单元100之间的夹角进行微调，从而实现对设定舵系统中舵机的加载。此外，对于结构尺寸较小或者较大的舵系统，通过调整各个加载单元100在沿第二直线导轨方向的运动，可以快捷方便地适应各种尺寸的舵系统，有效提升负载模拟器对不同尺寸的舵系统的适应性和通用性。

进一步地，在本发明中，为了能够顺利实现加载单元100在沿第一直线导轨和第二直线导轨的移动，可将移动承载组件30配置为还包括第一驱动组件和第二驱动组件，第一驱动组件设置在第二底座33和第一直线导轨32之间，第一驱动组件用于驱动第二底座33沿第一直线导轨32移动；第二驱动组件设置在支撑座35和第二直线导轨34之间，第二驱动组件用于驱动支撑座35沿第二直线导轨34移动。

在本发明中，考虑结构紧凑性及部件获取的难易性，可将第一驱动组件配置为包括第一齿轮和第一齿条，第一齿条设置在第一底座31上，第一齿轮设置在第二底座33上，支撑装置还包括第一手轮，第一手轮与第一齿轮驱动连接，第一手轮通过驱动第一齿轮与第一齿条相啮合以带动第二底座33沿第一直线导轨32移动。

应用此种配置方式，通过将第一手轮与第一齿轮驱动连接，摇动第一手轮即可带动第一齿轮转动，第一齿轮和第一齿条啮合连接，第一齿轮的转动运动可转化为第一齿条的直线运动，由于第一齿条设置在第二底座上，因此，通过转动第一手轮即可实现第二底座沿第一直线导轨的移动。

进一步地，作为本发明的一个具体实施例，为了提高运动的平稳性，可将移动承载组件30配置为还包括两个第一直线导轨32和两个第一滑块组，两个第一直线导轨32平行设置，两个第一滑块组间隔设置在第二底座33上且与两个第一直线导轨32对应设置，第一齿条设置在两个第一直线导轨32之间，第一齿轮设置在两个第一滑块组之间，第二底座33通过两个第一滑块组可移动地设置在第一直线导轨32上。

此外，在本发明中，考虑结构紧凑性及部件获取的难易性，可将第二驱动组件配置为包括第二齿轮和第二齿条，第二齿条设置在第二底座33上，第二齿轮设置在支撑座35上，支撑装置还包括第二手轮，第二手轮与第二齿轮驱动连接，第二手轮通过驱动第二齿轮与第二齿条相啮合以带动支撑座35沿第二直线导轨34移动。

应用此种配置方式，通过将第二手轮与第二齿轮驱动连接，摇动第二手轮即可带动第二齿轮转动，第二齿轮和第二齿条啮合连接，第二齿轮的转动运动可转化为第二齿条的直线运动，由于第二齿条设置在支撑座上，因此，通过转动第二手轮即可实现支撑座沿第二直线导轨的移动。

进一步地，作为本发明的一个具体实施例，为了提高运动的平稳性，可将移动承载组件30配置为还包括两个第二直线导轨34和两个第二滑块组，两个第二直线导轨34平行设置，两个第二滑块组间隔设置在支撑座35上且与两个第二直线导轨34对应设置，第二齿条设置在两个第二直线导轨34之间，第二齿轮设置在两个第二滑块组之间，支撑座35通过两个第二滑块组可移动地设置在第二直线导轨34上。

此外，在本发明中，当将各个加载单元100调整至合适位置之后，需要加加载单元100进行锁定以实现对舵系统的加载。具体地，支撑装置还包括第一锁定部、第二锁定部和第三锁定部，第一锁定部设置在第一底座31上，第一锁定部用于将第一底座31与基座10之间相固定，第二锁定部设置在第二底座33上，第二锁定部用于将第二底座33与第一底座31之间相固定，第三锁定部设置在支撑座35上，第三锁定部用于将支撑座35与第二底座33之间相固定。

作为本发明的一个具体实施例，如图1所示，考虑结构紧凑性及部件获取的难易度，可采用平头螺钉作为第一锁定部、第二锁定部和第三锁定部。具体地，当加载单元100在圆弧导轨20上的位置确定之后，将设置在第一底座31上的平头螺钉进行拧紧，平头螺钉拧紧后会顶在基座10上的固定平面，此时摩擦力增大，使得第一底座31不能移动，从而将第一底座31的位置进行固定。当加载单元100在第一直线导轨上的位置确定之后，将设置在第二底座33上的平头螺钉进行拧紧，平头螺钉拧紧后会顶在第一底座31上的固定平面，此时摩擦力增大，使得第二底座33不能移动，从而将第二底座33的位置进行固定。当加载单元100在第二直线导轨上的位置确定之后，将设置在支撑座35上的平头螺钉进行拧紧，平头螺钉拧紧后会顶在第二底座33上的固定平面，此时摩擦力增大，使得支撑座35不能移动，从而将支撑座35的位置进行固定。

进一步地，在本发明中，为了保证舵机负载模拟器支撑装置对舵机负载模拟器位置的调节精度，可将第一直线导轨32和第二直线导轨34的最大直线度误差均配置为小于0.02mm。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图5对本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置进行详细说明。

如图1至图5所示，根据本发明的具体实施例提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，该支撑装置包括基座10、圆弧导轨20和四个移动承载组件30，各个移动承载组件30均包括第一底座31、第一直线导轨32、第二底座33、第二直线导轨34和支撑座35，第一底座31可移动地设置在圆弧导轨20上，第一直线导轨32设置在第一底座31上，第二底座33可移动地设置在第一直线导轨32上，第二直线导轨34设置在第二底座33上，第二直线导轨34与第一直线导轨32呈夹角设置，支撑座35设置在第二直线导轨34上，支撑座35用于安装加载单元100。

本发明的支撑装置采用整体铸铁平台，作为整个负载模拟器的基准平台，圆弧导轨20铺设于基座10的上表面，四个支撑座35均可沿圆弧导轨20以及各自对应的第一直线导轨32以及第二直线导轨34运动。基座10采用铸铁平台，上表面按0级平台表面刮研，具有大重量、高刚度和尺寸稳定性，保证舵机负载模拟器系统在进行加载时台体稳定，保证在长期使用后系统结构不发生变形，精度仍能满足要求。

圆弧导轨20、第一直线导轨32和第二直线导轨34均采用高精度滚动导轨作支承和导向元件，第一直线导轨32和第二直线导轨34的平移线性精度高，全程范围内最大直线度误差小于0.02mm，每个支撑座35均可在一定范围内自由移动。为了提高滚动导轨的支承刚度，第一底座31和第二底座33之间设置有两个第一直线导轨和两个第一滑块组，每个第一滑块组包括两个第一滑块，第一滑块与第一直线导轨之间有预紧力，不存在间隙。第二底座33和支撑座35之间设置有两个第二直线导轨和两个第二滑块组，每个第二滑块组包括两个第二滑块，第二滑块与第二直线导轨之间有预紧力，不存在间隙。

在本实施例中，第一直线导轨沿移动承载组件30在圆弧导轨20位置处的切线方向设置，第二底座33沿第一直线导轨移动，此时第二底座33即为横向移动平台。第二直线导轨34沿移动承载组件30朝向圆弧导轨20中心的方向设置，支撑座35沿第二直线导轨34移动，此时支撑座35即为纵向移动平台。在该横向移动平台和纵向移动平台上均配备有齿轮齿条传动机构，齿轮一端与手轮固联，通过摇动手轮，将旋转运动变为直线运动，推动平台在导轨上移动。

此外，在第一底座31、第二底座33和支撑座35的下方均安装有四个平头螺钉，平头螺钉拧紧后会顶在其各自下方的固定平台，摩擦力增大，使得平台不能移动，锁紧装置可在行程内任意位置锁紧，保证各加载单元100能够实现高频响应指标。支撑座与加载单元100采用整体加工，一次成型，所有电机、传感器等设备的零部件均集成在支撑座上，保证加载单元100输出轴的同轴度，避免不同轴度对扭矩传感器的附加力矩。

具体地，图2示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为“十字形”舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置图，图3示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为120°舵轴夹角舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置图，其中一个加载单元处于闲置状态。图4示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为60°舵轴夹角舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置图，图5示出了使用本发明的可移动的舵机负载模拟器支撑装置为90°舵轴夹角舵系统加载的舵机负载模拟器各加载单元的位置图。

综上所述，本发明提供了一种可移动的舵机负载模拟器支撑装置，该装置在不拆分舵机与舵仓的情况下，既能够为常规结构形式的舵系统加载，也能为特殊结构的舵系统实现加载。本发明的支撑装置与现有技术相比，具有以下优点。

第一，本发明的支撑装置在舵机负载模拟器的基座上安装了圆弧导轨和直线导轨，通过多种导轨的组合实现了多个加载单元在基座上一定范围内的自由移动，改变了现有负载模拟器在不拆分舵机与舵仓的情况下只能为“十字形”舵系统加载，而不能为特殊结构舵系统和具有联动结构舵系统加载的局面。有效提升了负载模拟器对不同结构形式的舵系统的适应性和通用性。

第二，本发明的支撑装置在负载模拟器加载单元的输出轴向上均安装了大行程直线导轨，加载单元可在导轨上前后移动，改变了现有负载模拟器对舵系统尺寸适应性差的问题，有效提升了负载模拟器对不同尺寸的舵系统的适应性和通用性。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。