一种具有变性补偿功能的负载模拟平台制造技术

本发明专利技术涉及一种具有变形补偿功能的负载模拟平台，该平台包括承重平台、轴向加载单元、径向加载单元及调整单元，能够模拟舵机在实际工作情况下所受的载荷，检测舵机的工作性能。承重平台采用模块重组的方式，便于安装与运输，底部调整减震装置能够调平和减震。轴向加载单元能够舵机输出端面施加扭矩，并且补偿自身产生的弹性变形。径向加载单元两支撑点为球副，能够补偿加载过程中产生的角偏移，伺服电动缸输出拉力或压力，通过施加垂直于轴向加载单元的作用力，实现对舵机输出端面的弯矩加载。调整单元用于辅助舵机的安装，在未加载前，调整舵机的安装位置。该平台能够对舵机输出端面施加高动态弯矩与扭矩的复合载荷，并准确控制载荷的大小。

A Load Simulation Platform with Variability Compensation Function

【技术实现步骤摘要】
一种具有变性补偿功能的负载模拟平台
本专利技术设计一种负载模拟平台，具体说，涉及一种具有变形补偿功能的高动态复合加载平台。
技术介绍
飞行器在空中的飞行轨迹是由舵机带动舵面的偏摆校正航向来实现的。舵机作为飞行器姿态控制的主要部件，其性能的好坏决定着飞行器在飞行过程中的动态品质。在实际情况下即使舵机的在静载荷下有着优异的性能，其动刚度特性也可能存在一定程度的缺陷，达不到使用的要求。动刚度对飞行过程中的稳定性有着重要的影响，当动刚度过差，会导致舵面的颤振，进而导致飞行器的振动，其振幅大，频率高，极易发生危险，因此舵机动刚度对飞行器的稳定性与准确性尤为重要。在实验室条件下对舵机施加动态载荷，模拟舵机在飞行过程中舵机轴所受到的动态负载，对舵机系统的实际工作性能进行测量和验证，是舵机产品质量检验和飞控系统动态半物理仿真实验必备程序，因此舵机的负载模拟实验尤为重要。负载模拟平台需要能够提供高输出、高动态的扭矩与弯矩，模拟舵机在飞行过程中受到的真实负载。舵机质量的测试需要高精度高效率的设备，因此负载平台输出的弯矩和扭矩的大小需要实时准确的控制和检测，实现对舵机的动态特性和静态特性的自动测试，避免传统的手工测试的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有变形补偿功能的负载模拟平台，以实现对舵机动刚度和静刚度的性能测试。本专利技术实施例提供了一种具有变形补偿功能的负载模拟平台，其特征在于，该负载模拟平台包括承重平台、轴向加载单元、径向加载单元及调整单元。该负载模拟平台能够对舵机输出端面施加高输出、高动态的扭矩和弯矩，具有补偿负载模拟平台自身因转矩和弯矩造成的弹性变形，持续地对舵机输出端面施加载荷的功能。承重平台采用模块重组的方式，由多块承重板拼接而成，为负载平台提供实验基础；轴向加载单元安装在承重平台上，且通过工装轴与舵机输出端面连接，沿输出端面轴向施加扭矩；径向加载单元安装在承重平台上，且通过前端关节轴承与工装轴连接，通过伺服电动缸施加垂直于工装轴的作用力，实现对舵机输出端面的弯矩加载；调整单元安装于承重平台侧边，支撑板安装在调整单元的顶部，在未加载载荷前，舵机放置于支撑板上，用于辅助将舵机安装于承重平台上。进一步，承重平台包括6块承重板、3块加强筋板、2个直角连接固件、多个调平减震装置；承重板之间采用螺栓组连接的方式，能够提高运输和安装的灵活性；加强筋板和直角加固件与承重板的侧边相连接，提高承重平台的刚度；调整减震装置包括双头螺柱、螺母、支撑底座；支撑底座与承重板通过双头螺柱连接，支撑底座承载承重板重力的同时能够调整其水平高度，支撑底座的底部复合材料能够减轻承重平台在负载时产生的振动。进一步，轴向加载单元包括扭矩电机、圆光栅、膜片联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器法兰、UPU挠性补偿轴、工装轴法兰、工装轴、延长轴、传感器底座、限位支座、补偿轴支撑座、电机垫板、接近传感器；扭矩电机与电机垫板连接，电机垫板固定在承重板上；电机输出轴穿过圆光栅与膜片联轴器连接，连接方式采用平键连接；圆光栅与膜片联轴器的位置相对固定，膜片联轴器另一端与扭矩传感器通过双平键连接；扭矩传感器固定在传感器底座上，另一端与扭矩传感器法兰的内孔通过双平键连接；扭矩传感器法兰盘与UPU挠性补偿轴法兰盘通过螺栓组连接，扭矩传感器法兰的突出U型结构能够对轴向加载单元起到机械限位的作用；限位支座固定在支撑板上，能够将轴向加载单元转动角度限制在±45°，其竖直表面安装有接近传感器；UPU挠性补偿轴的两端为虎克铰，中间部分采用花键连接方式，键与键槽之间能够相对滑动，补偿轴向加载单元内部因扭矩产生的弹性变形；补偿轴支撑座固定在承重板上，在非工作期间辅助支撑补偿轴；UPU挠性补偿轴的法兰盘与工装轴法兰通过螺栓组连接；工装轴的轴头部分与工装轴法兰的内孔相连接，靠近舵机的端面与延长轴的法兰盘连接；延长轴另一端与舵机输出端面相连接。进一步，径向加载单元包括前端关节轴承、销轴、伺服电动缸、拉压力传感器、活塞杆、推力杆、轴承座、活塞档销、后端关节轴承、底座支架、电动缸支撑座；底座支架固定在承重板上，后端关节轴承安装在底座支架上；销轴穿过后端关节轴承内圈和伺服电动缸尾铰，顶端用螺母锁紧；伺服电动缸固定在底座支架上，伺服电动缸推杆与拉压力传感器相连；拉压力传感器另一端与活塞杆通过螺纹连接；活塞杆插入推力杆的内孔，在行程范围内，活塞杆和推力杆能够相对滑动，能够起到便于安装的作用；电动缸支撑座与固定在承重板上表面，在非工作期间辅助支撑伺服电动缸；活塞挡销穿过活塞杆的顶端孔和推力杆的滑槽，约束活塞杆与推力杆的相对滑动范围，活塞挡销的顶部采用螺母锁紧，其竖直方向位置与推力杆相对固定；推力杆与轴承座连接，杆上开有注油孔；轴承座与前端关节轴承外圈连接，关节轴承的内圈与工装轴的轴颈连接。进一步，调整单元包括水平调整装置、竖直调整装置、支撑板、调整平台支架；舵机支撑板安装在竖直调整装置上；竖直调整装置安装在水平调整装置的上表面，通过调整剪叉的位置改变舵机竖直方向的位置；水平调整装置依靠旋转把手带动梯形丝杠的的转动，进而调整舵机水平的位置；调整平台支架固定在承重板的侧边，工作表面用于固定水平调整装置。附图说明图1是本专利技术一种具有变形补偿功能的负载模拟平台整体结构的轴侧视图；图2是本专利技术一种具有变形补偿功能的负载模拟平台整体结构的正视图；图3是轴向加载单元和承重平台的侧视图；图4是径向加载单元和承重平台的侧视图；图5是后端关节轴承在A-A平面的剖视图；图6是调整单元的轴侧视图；图7是承重平台的调整减震装置的正视图；具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所做的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。参图1至图7所示，图1是本专利技术一种具有变形补偿功能的负载模拟平台整体结构的轴侧视图，图2是本专利技术一种具有变形补偿功能的负载模拟平台整体结构的正视图，图3是轴向加载单元和承重板的侧视图，图4是径向加载单元和承重板的侧视图，图5是后端关节轴承在A-A平面的剖视图，图6是调整单元的轴侧视图，图7是承重平台的调整减震装置的正视图。本实例提供了一种具有变形补偿功能的负载模拟平台，参图1～图7所示，该负载模拟平台包括承重平台、轴向加载单元、径向加载单元、调整单元。舵机45通过该负载模拟平台，模拟舵机在飞行过程中受到的真实载荷，检测舵机的性能。连接部分所用螺钉及螺栓强度等级均为12.9级。轴向加载单元与舵机45相连，直接将扭矩传递到舵机输出端面；径向加载单元连接到轴向加载单元，通过轴向加载单元将拉力转换为弯矩。调整单元安装在承重平台侧边，连接方式采用螺栓连接，舵机45放置在调整单元上上。承重平台承载整体装置的重量，能够减震并使地面受力均匀，防止地面因受力过大而压溃。在本实施例中，参图1、图2和图7所示，承重平台包括承重板1至承重板6、3块加强筋板8、2个直角加固件7、16个调整减震装置；所述承重板1至承重板5的长边依次通过螺栓组连接，所述承重板6的长边与所述承重板2的短边通过螺栓组连接；所述直角加固件7分别与所述承重板6的左右短边通过螺栓组及螺钉连接；所述直角加固件7的另一边分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有变形补偿功能的负载模拟平台，其特征在于，该负载模拟平台包括承重平台、轴向加载单元、径向加载单元及调整单元；该负载模拟平台能够对舵机输出端面施加高输出、高动态的扭矩和弯矩，具有补偿负载模拟平台自身因转矩和弯矩造成的弹性变形，持续地对舵机输出端面施加载荷的功能；承重平台采用模块重组的方式，由多块承重板拼接而成，为负载平台提供实验基础；轴向加载单元安装在承重平台上，且通过工装轴与舵机输出端面连接，沿输出端面轴向施加扭矩；径向加载单元安装在承重平台上，且通过前端关节轴承与工装轴连接，通过伺服电动缸施加垂直于工装轴的作用力，实现对舵机输出端面的弯矩加载；调整单元安装于承重平台侧边，支撑板安装在调整单元的顶部，在未加载载荷前，舵机放置于支撑板上，用于辅助将舵机安装于承重平台上；轴向加载单元包括扭矩电机、圆光栅、膜片联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器法兰、UPU挠性补偿轴、工装轴法兰、工装轴、延长轴、传感器底座、限位支座、补偿轴支撑座、电机垫板、接近传感器；扭矩电机与电机垫板连接，电机垫板固定在承重板上；电机输出轴穿过圆光栅与膜片联轴器连接，连接方式采用平键连接；圆光栅与膜片联轴器的位置相对固定，膜片联轴器另一端与扭矩传感器通过双平键连接；扭矩传感器固定在传感器底座上，另一端与扭矩传感器法兰的内孔通过双平键连接；扭矩传感器法兰盘与UPU挠性补偿轴法兰盘通过螺栓组连接，扭矩传感器法兰的突出U型结构能够对轴向加载单元起到机械限位的作用；限位支座固定在支撑板上，能够将轴向加载单元转动角度限制在±45°，其竖直表面安装有接近传感器；UPU挠性补偿轴的两端为虎克铰，中间部分采用花键连接方式，键与键槽之间能够相对滑动，补偿轴向加载单元内部因扭矩产生的弹性变形；补偿轴支撑座固定在承重板上，在非工作期间辅助支撑补偿轴；UPU挠性补偿轴的法兰盘与工装轴法兰通过螺栓组连接；工装轴的轴头部分与工装轴法兰的内孔相连接，靠近舵机的端面与延长轴的法兰盘连接；延长轴另一端与舵机输出端面相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种具有变形补偿功能的负载模拟平台，其特征在于，该负载模拟平台包括承重平台、轴向加载单元、径向加载单元及调整单元；该负载模拟平台能够对舵机输出端面施加高输出、高动态的扭矩和弯矩，具有补偿负载模拟平台自身因转矩和弯矩造成的弹性变形，持续地对舵机输出端面施加载荷的功能；承重平台采用模块重组的方式，由多块承重板拼接而成，为负载平台提供实验基础；轴向加载单元安装在承重平台上，且通过工装轴与舵机输出端面连接，沿输出端面轴向施加扭矩；径向加载单元安装在承重平台上，且通过前端关节轴承与工装轴连接，通过伺服电动缸施加垂直于工装轴的作用力，实现对舵机输出端面的弯矩加载；调整单元安装于承重平台侧边，支撑板安装在调整单元的顶部，在未加载载荷前，舵机放置于支撑板上，用于辅助将舵机安装于承重平台上；轴向加载单元包括扭矩电机、圆光栅、膜片联轴器、扭矩传感器、扭矩传感器法兰、UPU挠性补偿轴、工装轴法兰、工装轴、延长轴、传感器底座、限位支座、补偿轴支撑座、电机垫板、接近传感器；扭矩电机与电机垫板连接，电机垫板固定在承重板上；电机输出轴穿过圆光栅与膜片联轴器连接，连接方式采用平键连接；圆光栅与膜片联轴器的位置相对固定，膜片联轴器另一端与扭矩传感器通过双平键连接；扭矩传感器固定在传感器底座上，另一端与扭矩传感器法兰的内孔通过双平键连接；扭矩传感器法兰盘与UPU挠性补偿轴法兰盘通过螺栓组连接，扭矩传感器法兰的突出U型结构能够对轴向加载单元起到机械限位的作用；限位支座固定在支撑板上，能够将轴向加载单元转动角度限制在±45°，其竖直表面安装有接近传感器；UPU挠性补偿轴的两端为虎克铰，中间部分采用花键连接方式，键与键槽之间能够相对滑动，补偿轴向加载单元内部因扭矩产生的弹性变形；补偿轴支撑座固定在承重板上，在非工作期间辅助支撑补偿轴；UPU挠性补偿轴的法兰盘与工装轴法兰通过螺栓组连接；工装轴的轴头部分与工装轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑锋，张朋飞，李大寨，张雷雨，刘瑞丰，张凯，胥新宇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11