[发明专利]多摩擦片叠加加载机构及采用该机构的大幅值双向摩擦加载式电液负载模拟器

权利要求书

1.多摩擦片叠加加载机构，其特征在于，它包括第一恒转动摩擦片(1)、六个销(2)、第二摆动摩擦片(3)、第二恒转动摩擦片(4)、第一摆动摩擦片(5)、第二摩擦片支座(6)和第一摩擦片支座(7)；

第一摩擦片支座(7)通过一个滑键(8)固定在主轴(40)上，第一摩擦片支座(7)的侧表面上固定一片第一摆动摩擦片(5)；

第一摩擦片支座(7)通过一个凹凸槽与第二摩擦片支座(6)对应固定连接在一起，第二摩擦片支座(6)和第一摩擦片支座(7)一同摆动并向主轴(40)传递扭矩；

第二摆动摩擦片(3)与第二摩擦片支座(6)上的摩擦片槽配合连接，第二摆动摩擦片(3)能够沿着轴向在摩擦片槽内滑动并能够向第二摩擦片支座(6)传递扭矩；

第二恒转动摩擦片(4)通过六个周向均布的销(2)与第一恒转动摩擦片(1)连接，第二恒转动摩擦片(4)能够沿着销(2)轴向滑动，同时能够与第一恒转动摩擦片(1)一同高速旋转；

第一恒转动摩擦片(1)一个侧面与第二摆动摩擦片(3)一个侧面构成一个摩擦副，第二摆动摩擦片(3)另一个侧面同时与第二恒转动摩擦片(4)一个侧面构成第二个摩擦副，第二恒转动摩擦片(4)另一侧面同时与第一摆动摩擦片(5)一个侧面构成第三个摩擦副；

三个摩擦副具有相同的相对转动，且当其运用于实际力矩加载中时，该三个摩擦副所受的法向力相同，都等于施加在该多摩擦片叠加加载机构上由液压缸施加的推力。

2.采用权利要求1所述多摩擦片叠加加载机构的大幅值双向摩擦加载式电液负载模拟器，其特征在于，它包括工控机(101)、A/D数据采集卡(102)、D/A转换电路(103)、伺服放大器(104)、DSP运动控制卡(105)、大伺服阀(106)、码盘(107)、力矩传感器(109)、力矩电机(110)和负载模拟单元；

码盘(107)和大伺服阀(106)设置在被测舵机(108)上；被测舵机(108)通过力矩传感器(109)与主轴(40)刚性连接；码盘(107)的信号输出端与A/D数据采集卡(102)的第一输入端相连，力矩传感器(109)的信号输出端与A/D数据采集卡(102)的第二输入端相连，A/D数据采集卡(102)的输出端与工控机(101)的信号反馈端相连；工控机(101)的指令输出端与D/A转换电路(103)的输入端相连，D/A转换电路(103)的输出端与伺服放大器(104)的输入端相连，伺服放大器(104)的给定角位移指令输出端与大伺服阀(106)指令输入端相连；伺服放大器(104)的给定力矩信号输出端与伺服阀(31)的指令输入端相连；

负载模拟单元包括两个多摩擦片叠加加载机构(111)、止推轴承(14)、力传感器(15)、过渡板(16)、弹簧(17)、三个液压缸(23)和伺服阀(31)；三个周向均布的液压缸(23)的两端对称分布两个多摩擦片叠加加载机构(111)；三个液压缸(23)由伺服阀(31)驱动，使其按给定力矩信号连续切换的向液压缸(23)两端的多摩擦片叠加加载机构(111)均匀施加推力，当正力矩加载时，三个液压缸(23)向远离被测舵机(108)一端的多摩擦片叠加加载机构(111)施加推力，当负力矩加载时，三个液压缸(23)向靠近被测舵机(108)一端的多摩擦片叠加加载机构(111)施加推力，其中所施加的推力通过弹簧(17)、过渡板(16)、力传感器(15)、止推轴承(14)作用于多摩擦片叠加加载机构(111)。

3.根据权利要求2所述采用多摩擦片叠加加载机构的大幅值双向摩擦加载式电液负载模拟器，其特征在于，负载模拟单元还包括两个第一圆螺母(9)、第二圆螺母(26)、两个第一轴承(10)、两个第二轴承(11)、两个第三轴承(24)、两个第四轴承(29)、两个第五轴承(38)、上端基座(12)、下端基座(43)、中间基座(44)、第一大齿轮(13)、第二大齿轮(37)、套筒(18)、键(19)、第一小齿轮(20)、第二小齿轮(35)、A传动轴(27)、1号B传动轴(21)、2号B传动轴(34)、液压缸盖板(22)、三个锥齿轮(25)、第一轴承端盖(28)、第二轴承端盖(36)、两个第三轴承端盖(39)、轴承套筒(30)、阀块(32)、液压缸支座(33)、主轴(40)、出油口(41)和进油口(42)；上端基座(12)、下端基座(43)和中间基座(44)为一体件；

第一个锥齿轮(25)通过键与A传动轴(27)连接在一起，1号B传动轴(21)通过键(19)分别与第二个锥齿轮(25)及一个第一小齿轮(20)连接在一起，并用第二圆螺母(26)固定；2号B传动轴(34)通过键分别与第三个锥齿轮(25)及一个第二小齿轮(35)连接在一起，三个锥齿轮(25)构成锥齿轮系；1号B传动轴(21)、2号B传动轴(34)分别通过一个第三轴承(24)固定在中间基座(44)上；A传动轴(27)通过第四轴承(29)、轴承套筒(30)及第一轴承端盖(28)固定在中间基座(44)上；1号B传动轴(21)通过轴承固定在上端基座(12)上，2号B传动轴(34)通过轴承固定在下端基座(43)上，且设置有第二轴承端盖(36)；力矩电机(110)拖动A传动轴(27)经过三个锥齿轮(25)组成的锥齿轮系及1号B传动轴(21)、2号B传动轴(34)驱动第一小齿轮(20)、第二小齿轮(35)分别按相同的转速，相反的转动方向高速转动；

液压缸支座(33)与上端基座(12)、下端基座(43)和中间基座(44)固定；主轴(40)穿过液压缸支座(33)，主轴(40)通过一个第五轴承(38)及一个第三轴承端盖(39)与上端基座(12)固定，主轴(40)通过另一个第五轴承(38)及另一个第三轴承端盖(39)与下端基座(43)固定；第一大齿轮(13)通过一个第一轴承(10)、一个第二轴承(11)与主轴(40)连接；并且通过第一圆螺母(9)将第一大齿轮(13)轴向固定在主轴(40)上；第二大齿轮(37)通过另一个第一轴承(10)、另一个第二轴承(11)与主轴(40)连接，并且通过另一个第一圆螺母(9)将第二大齿轮(37)轴向固定在主轴(40)上；第一大齿轮(13)、第二大齿轮(37)则分别由第一小齿轮(20)、第二小齿轮(35)通过啮合形式驱动，在主轴(40)上转动，由于第一小齿轮(20)、第二小齿轮(35)的转速相同，转动方向相反，则第一大齿轮(13)、第二大齿轮(37)的转速相同，转动方向相反，两大齿轮的转速始终高于被测舵机(108)的最高摆动速度；

伺服阀(31)固定在阀块(32)上，阀块(32)固定在液压缸支座(33)上，三个液压缸(23)通过液压缸盖板(22)周向均布的固定在液压缸支座(33)上；进油口(42)与液压泵站的高压油输出端口连接，出油口(41)与液压泵站的回油端口连接；伺服阀(31)通过阀块(32)及液压缸支座(33)内部的油路同步并联的控制三个液压缸(23)的活塞双向的移动；液压缸(23)两端对称分布着两组多摩擦片叠加加载机构(111)；第一大齿轮(13)、第二大齿轮(37)的侧面分别通过螺栓固定一个多摩擦片叠加加载机构(111)中的第一恒转动摩擦片(1)，则两个第一恒转动摩擦片(1)的转速及转动方向分别与第一大齿轮(13)、第二大齿轮(37)的一致。