【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空中加油试验设备，特别是涉及一种运动精度高的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置。
技术介绍
1、空中加油(aerial refueling)技术是在飞行中通过加油机向其他飞机或直升机补充燃料的技术，可以显著提高战斗机的续航能力，在战略或战术航空兵部队作战中具有极其重要的支援作用。
2、硬式空中加油是空中加油技术的一种形式,与软式加油相比，具有加油速度快、受油机模型驾驶员操纵负荷小等优势。该技术可以显著延长受油机模型的航程和航时,具有重要的应用价值。飞机在实施硬式自主空中加油时,首先由加油机放下硬式加油杆,并使其向一侧偏转:受油机模型从正下方接近加油机并保持紧密编队，并打开背部的受油口随后硬式加油杆端部在自主对接控制律的作用下,对接并伸入受油口内锁定；对接成功后燃油经硬式加油杆向受油机模型输送:加油完成后,硬式加油杆缩回并与受油口脱离。在硬式自由对接过程中,硬式加油杆前端固联在加油机上,杆体在空中飞行并通过舵面控制姿态,并可通过伸缩控制杆体长度,其本体气动阻尼小,存在复杂的气动/飞控耦合问题,需要在地面开展充分验证,否则飞行安全风险极大。风洞虚拟飞行是开展飞行器气动/飞控一体化验证的重要手段，与大气飞行相比，具有安全风险低、试验条件可控的显著优点。
3、为获得空中加油硬杆在高空授油过程中不同姿态下的流场参数，需要提供一套装置用于模拟加油硬杆在空中的各种加油姿态。在高强度的空气流场中，由于加油硬杆距离安装位置悬臂长度超过5m，装置需保证足够的刚性防止控制结构变形。由于受测空间限制，且同时为了减小驱动装
4、因此，如何提供一种姿态模拟驱动装置，实现加油硬杆在高强度空气流场中各种姿态调整的精确控制，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种空中硬杆加油姿态模拟驱动装置。
2、本专利技术提供了如下方案：
3、一种空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，包括：
4、滚转单元，所述滚转单元包括滚转安装基座、伺服电机、斜齿行星齿轮减速机以及第一单圈绝对值角度传感器；所述伺服电机以及所述斜齿行星齿轮减速机均位于所述滚转安装基座的内部，所述伺服电机与所述滚转安装基座固定相连；所述斜齿行星齿轮减速机的输入端与所述伺服电机的输出端相连；
5、俯仰单元，所述俯仰单元包括俯仰安装基座、一体化行星滚柱伺服电动缸、第二单圈绝对值角度传感器以及加油硬杆安装基座；所述一体化行星滚柱伺服电动缸与所述俯仰安装基座固定相连；所述加油硬杆安装基座分别与所述俯仰安装基座以及所述一体化行星滚柱伺服电动缸的驱动轴相铰接形成连杆机构，以便所述一体化行星滚柱伺服电动缸利用杠杆原理的方式驱动所述加油硬杆安装基座执行俯仰动作；
6、其中，所述俯仰安装基座与所述滚转安装基座相铰接，所述斜齿行星齿轮减速机的输出端与所述俯仰安装基座配合连接，以便所述伺服电机驱动所述俯仰安装基座执行滚转动作；所述第一单圈绝对值角度传感器设置于所述俯仰安装基座与所述滚转安装基座相铰接的第一转轴位置处以便获取所述俯仰安装基座的滚转角度，所述第二单圈绝对值角度传感器设置于所述加油硬杆安装基座与所述俯仰安装基座的第二转轴位置处以便获取所述加油硬杆安装基座的俯仰角度。
7、优选地：所述伺服电机采用16位的编码器；所述斜齿行星齿轮减速机的背隙为1arcmin、扭转刚度大于1000n·m。
8、优选地：所述斜齿行星齿轮减速机的扭转刚度为1200n·m/arcmin。
9、优选地：所述一体化电动缸的重复定位精度不低于0.01mm。
10、优选地：所述第一单圈绝对值角度传感器以及所述第二单圈绝对值角度传感器各自的中心转轴中心分别一一对应的与所述第一转轴以及所述第二转轴各自的中心一致。
11、优选地：所述第一单圈绝对值角度传感器以及所述第二单圈绝对值角度传感器的精度均不低于0.01°。
12、优选地：所述滚转安装基座设置有一对接近开关，所述接近开关被触发后所述伺服电机停止运行。
13、优选地：一对所述接近开关在所述滚转单元处于0°滚转位置时均匀分布于所述俯仰安装基座的两侧，以使所述俯仰单元在-40°至+40°范围内滚转。
14、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
15、本申请实施例提供的一种空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，滚转、俯仰单元采用一体化设计，占用空间小，可以降低设备对空气流场的扰动。通过高刚性的机械结构和高精度的测量传感器，保证滚转运动闭环控制精度。能实现加油硬杆在高强度空气流场中各种姿态调整的精确控制，为获得空中加油硬杆在高空授油过程中不同姿态下的流场参数提供辅助作用，为后续空中加油科研提供可靠的设计依据。
16、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述伺服电机采用16位的编码器；所述斜齿行星齿轮减速机的背隙为1arcmin、扭转刚度大于1000N·m。
3.根据权利要求2所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述斜齿行星齿轮减速机的扭转刚度为1200N·m/arcmin。
4.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述一体化电动缸的重复定位精度不低于0.01mm。
5.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述第一单圈绝对值角度传感器以及所述第二单圈绝对值角度传感器各自的中心转轴中心分别一一对应的与所述第一转轴以及所述第二转轴各自的中心一致。
6.根据权利要求5所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述第一单圈绝对值角度传感器以及所述第二单圈绝对值角度传感器的精度均不低于0.01°。
7.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述滚转安装基
8.根据权利要求7所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，一对所述接近开关在所述滚转单元处于0°滚转位置时均匀分布于所述俯仰安装基座的两侧，以使所述俯仰单元在-40°至+40°范围内滚转。
...【技术特征摘要】
1.一种空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述伺服电机采用16位的编码器；所述斜齿行星齿轮减速机的背隙为1arcmin、扭转刚度大于1000n·m。
3.根据权利要求2所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述斜齿行星齿轮减速机的扭转刚度为1200n·m/arcmin。
4.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述一体化电动缸的重复定位精度不低于0.01mm。
5.根据权利要求1所述的空中硬杆加油姿态模拟驱动装置，其特征在于，所述第一单圈绝对值角度传感器以及所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：周文，谢随江，李林珊，蒋持节，迟国强，王成，牛德青，韩强，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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