空心主轴式电液负载模拟器制造技术

技术编号:18973399 阅读:30 留言:0更新日期:2018-09-19 04:02
本公开提供了一种空心主轴式电液负载模拟器,包括:马达轴,用于产生加载力矩,马达轴为中空结构的形式;加载轴,加载轴的至少一部分位于马达轴的中空结构中,通过第一连接与马达轴连接,以便接收马达轴产生的加载力矩,并且通过第二连接将加载力矩传送至加载对象;以及扭矩传感器,集成至加载轴上。

【技术实现步骤摘要】
空心主轴式电液负载模拟器
本公开涉及一种空心主轴式电液负载模拟器。
技术介绍
火箭、导弹或飞行器的舵机作为航空航天设备,在运行过程中,往往受到巨大的空气载荷、数值大、频率高并且振动剧烈,为了保证飞行器的安全,在完成舵机的制造时,要对其进行严格的考核。考核测试时,往往需要模拟实际工作环境为其施加准确的负载,用以考核产品的各项性能指标是否符合设计要求,而考核舵机需要用到的设备就是负载模拟器。电液式负载模拟器具有工作频带高、输出能力强等特点。近年来飞行器的巡航速度和动态特性日益提高,对负载模拟器等地面加载设备的设计也有了更高的要求,尤其是在加载频宽方面,甚至趋近目前负载模拟器的极限。由于系统复杂,设计上机械环节的刚度也成为其瓶颈。因此,如何提高机械环节上的刚度也是提高负载模拟器性能的关键。图1示出了传统电液负载模拟器系统的结构图。
技术实现思路
为了解决至少一个上述技术问题,本公开提供了一种空心主轴式电液负载模拟器。根据本公开的一个方面,一种空心主轴式电液负载模拟器,包括:马达轴,用于产生加载力矩,马达轴为中空结构的形式;加载轴,加载轴的至少一部分位于马达轴的中空结构中,通过第一连接与马达轴连接,以便接收马达轴产生的加载力矩,并且通过第二连接将加载力矩传送至加载对象;以及扭矩传感器,集成至加载轴上。根据本公开的至少一个实施方式,第一连接为胀套方式的连接。根据本公开的至少一个实施方式,扭矩传感器为应变片式扭矩传感器。根据本公开的至少一个实施方式,扭矩传感器为贴片式扭矩传感器。根据本公开的至少一个实施方式,加载轴上设置有凹槽,以便容纳扭矩传感器。根据本公开的至少一个实施方式,扭矩传感器贴至加载轴上。根据本公开的至少一个实施方式,通过液压油作用于马达轴上,来产生加载力矩。根据本公开的至少一个实施方式,通过加载轴与马达轴同轴的方式,加载轴的至少一部分位于马达轴的中空结构中。根据本公开的至少一个实施方式,第一连接设置于加载轴的一端,以及第二连接设置于加载轴的另一端。根据本公开的至少一个实施方式,通过将加载轴的至少一部分设置于马达轴的中空结构中,来减小加载通道的轴向尺寸。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式,并与其说明一起用于解释本公开的原理,其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解,并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据现有技术的传统电液负载模拟器系统的结构图。图2是根据现有技术的传统电液负载模拟器系统的简化结构图。图3是根据本公开的一个实施方式的空心主轴式电液负载模拟器的结构图。图4是根据本公开的一个实施方式的空心主轴式电液负载模拟器的简化结构图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容,而非对本公开的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。在图1中示出了现有技术的传统电液负载模拟器系统的结构图。传统电液负载模拟器系统包括伺服阀、加载马达、加载马达输出轴、力矩传感器、舵面负载、角位移传感器和加载对象。对图1简化后得到图2,加载力矩由液压油作用在马达轴上产生之后,经由连接工装3传递到加载轴,再由连接工装2传递到扭矩传感器,再经由连接工装1传递到加载对象,传递路径过长,导致等效刚度提不上去,也引入了过多了机械旋转惯量,机械环节本身的固有频率较低。图3示出了根据本公开的一个实施方式的空心主轴式电液负载模拟器的结构图。在图3中,空心主轴式电液负载模拟器包括马达轴1、加载轴2及扭矩传感器3。马达轴1用于产生加载力矩。例如,通过液压油作用于马达轴上,来产生加载力矩。并且如图3所示,马达轴1为中空结构的形式。加载轴2至少一部分位于马达轴1的中空结构中。并且加载轴2与马达轴1同轴地设置,加载轴2套在马达轴1上。加载轴2与马达轴1通过第一连接4连接,以便接收马达轴产生的加载力矩,并且通过第二连接5将加载力矩传送至加载对象。在本公开的一个可选实施方式中,用胀套连接的方式来实现马达轴1与加载轴2之间扭矩传递。通过上述设置,不仅缩短了加载通道的轴向长度,而且有利于提高马达轴1和加载轴2的同轴度。扭矩传感器3可以设置在加载轴2上,其中,扭矩传感器可以为应变片式扭矩传感器、贴片式扭矩传感器等。在本公开的一个实施方式中,加载轴2上设置有凹槽,将扭矩传感器3设置于该凹槽中。优选地,扭矩传感器3贴至加载轴2上。将扭矩传感器3集成在加载轴2上,减小系统动子旋转惯量的同时,提高承担输出力的结构件等效刚度,通过提高系统机械环节的固有频率,提高整个负载模拟器加在系统的加载频宽。如图3所示,第一连接4设置于加载轴2的一端,以及第二连接5设置于加载轴2的另一端。第二连接5与舵机连接,以便将加载轴2输出的扭矩传递至舵机。图4示出了根据本公开的一个实施方式的空心主轴式电液负载模拟器的简化结构图。根据图3和图4可以清楚地看出,本公开使用的扭矩传感器布置方式,将加载轴2进行了改进,扭矩传感器3贴在加载轴2上,即可以将扭矩传感器3和加载轴2集成在一起,可以减少系统力传递的环节。如图4的力传递框图所示,将马达轴1变成空心式之后,有效提高了轴系的旋转精度,同时减少了加载通道的轴向尺寸;同时加载力矩的传递路径也大大缩短,加载力矩由液压油作用在马达轴上产生之后,经由第一连接4传递到加载轴2,再由第二连接直接传递到加载对象6。通过上述设置,可以有效提升电液负载模拟系统的加载性能。根据本公开的空心主轴式电液负载模拟器,突破了传统力控加载系统力传递结构件的布置方式,创新式地将关键部件(扭矩传感器)集成在加载轴上,缩短了加载系统输出力的传递环节、有效减少了动子的转动惯量、提升了抗扭刚度,进而提高了系统机械环节的固有频率;将力矩马达达到了提升控制系统加载频宽的效果。本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开,而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空心主轴式电液负载模拟器,其特征在于,包括:马达轴,用于产生加载力矩,所述马达轴为中空结构的形式;加载轴,所述加载轴的至少一部分位于所述马达轴的中空结构中,通过第一连接与所述马达轴连接,以便接收所述马达轴产生的所述加载力矩,并且通过第二连接将加载力矩传送至加载对象;以及扭矩传感器,集成至所述加载轴上。

【技术特征摘要】
1.一种空心主轴式电液负载模拟器,其特征在于,包括:马达轴,用于产生加载力矩,所述马达轴为中空结构的形式;加载轴,所述加载轴的至少一部分位于所述马达轴的中空结构中,通过第一连接与所述马达轴连接,以便接收所述马达轴产生的所述加载力矩,并且通过第二连接将加载力矩传送至加载对象;以及扭矩传感器,集成至所述加载轴上。2.如权利要求1所述的空心主轴式电液负载模拟器,其特征在于,所述第一连接为胀套方式的连接。3.如权利要求1或2所述的空心主轴式电液负载模拟器,其特征在于,所述扭矩传感器为应变片式扭矩传感器。4.如权利要求1或2所述的空心主轴式电液负载模拟器,其特征在于,所述扭矩传感器为贴片式扭矩传感器。5.如权利要求1至4任一项所述的空心主轴式电液负载模拟器,其特征在于,所述加载...

【专利技术属性】
技术研发人员:尚耀星张昊吴帅焦宗夏李兴鲁
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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