[发明专利]一种人形杆扭转力矩测试装置

说明书

本发明公开了一种人形杆扭转力矩测试装置，它涉及一种能够依靠自身弹性变形储存弹性应变能实现展开和锁定的超弹性人形杆在发生扭转时的力矩和角度测试装置，为超弹性人形杆在工程上的应用提供了理论实验基础。该装置通过将人形杆两端分别固定在装置两侧夹持端上，一侧夹持端与导轨连接在一起，使人形杆扭转时该端部具有移动自由度，另一侧夹持端与齿轮减速箱相连，由该端输入动力，通过角度和力矩传感器可实现对人形杆的扭转力矩和角度的测量。齿轮箱通过两对直齿齿轮啮合和一对锥齿轮啮合。本发明通过夹持端的松紧装置可实现不同圆心角、不同粘结区域宽度的人形杆的进行扭转力矩性能实验。实现了扭转实验中角度和扭矩的精确测量。

技术领域

本发明涉及一种人形杆扭转力矩测试装置，属于空间可折展机构中超弹性伸杆技术领域。

背景技术

超弹性杆用于支持大口径航天器结构，如太阳帆、光电板、天线等，在航天领域具有广泛的应用前景。充分了解超弹性杆的力学性能有利于超弹性杆在实际中的应用。在保证结构性能良好的前提下，尽量减少材料的使用，从而大大提升材料的利用率。本发明采用的人形杆结构由碳纤维复合材料经特殊工艺制成，其截面为人形，具有良好的抗弯、抗扭性能。由于人形杆结构、性能的特殊，需要一定的测试装置精确地测量出其相关力学性能。目前的扭转测量机构通过中性轴的转动或拍照测算人形杆扭转实验中转动的角度。这种测量方法简单易操作，但是存在测量误差大的问题，无法提供精准的实验数据。

发明内容

本发明的目的是为超弹性人形杆在实际中的应用提供理论基础，精准测量人形杆扭转实验中的各参数，进而提供的一种人形杆扭转力矩测试装置。

本发明采用的技术方案是：一种人形杆扭转力矩测试装置，包括齿轮传动装置、夹持装置、角度测量装置和测试台辅助支撑装置。所述齿轮传动装置包括第一主轴、第一轴承、第一齿轮、第一定位销、第二主轴、第二轴承、第二齿轮、第二定位销、第三齿轮、第一套筒、第三轴承、第三主轴、第四轴承、第四齿轮、第二套筒、第五齿轮、第三套筒、第五轴承、第四主轴、第六轴承、第四套筒、第六齿轮、第五套筒及轴承端盖；所述夹持装置包括夹持端、阻尼块、联轴块、第三定位销、第一螺钉、第二螺钉、人形杆、扭矩传感器、第一联轴器、第五主轴、第六主轴、第七轴承及第六套筒；所述角度测量装置包括电位计、连接块、角块、第三螺钉、第四螺钉及第二联轴器；所述测试台辅助支撑装置包括箱体、旋钮、手轮、第五螺钉、第六螺钉、底板及第七螺钉；所述第一齿轮安装在第一主轴上，所述第一主轴一端与第一轴承连接，所述第一齿轮另一端通过第一定位销定位，所述第一轴承安装在箱体对应的预留孔中，所述第一主轴伸出箱体部分与旋钮连接，所述第二主轴一端与第二轴承连接，所述第二主轴另一端通过第一套筒与第三轴承连接，所述第二轴承、第三轴承分别安装在箱体对应的预留孔中，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮一端通过第二定位销定位，所述第二齿轮、第三齿轮安装在第二主轴上，所述第三主轴一端与第四轴承连接，所述第三主轴另一端通过第三套筒与第五轴承连接，所述第四轴承、第五轴承分别安装在箱体对应的预留孔中，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮、第五齿轮安装在第三主轴上，所述第四主轴两端分别通过第四套筒、第五套筒与第六轴承连接，所述第六轴承分别安装在箱体对应的预留孔中，所述第六齿轮与第五齿轮啮合，所述第六齿轮安装在第四主轴上，所述第四主轴一端伸出箱体部分通过第一联轴器与扭矩传感器连接；所述第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承、第五轴承及第六轴承通过不同型号的轴承端盖定位并与箱体连接；所述夹持端、阻尼块、联轴块通过第一螺钉连接为一体，所述夹持端上、下部分通过第二螺钉连接，所述人形杆两端分别与左、右夹持端连接，所述扭矩传感器两端通过第一联轴器分别与第四主轴、第五主轴连接，所述第五主轴、第六主轴一端通过第三定位销定位在联轴块的对应预留孔中，所述第七轴承安装在第五主轴、第六主轴上，所述第七轴承通过第六套筒定位在底板的对应预留孔中；所述电位计与第二联轴器连接，所述电位计安装在连接块上，所述连接块通过第三螺钉连接固定在角块上，所述角块通过第四螺钉安装在底板对应的预留U型孔槽中；所述组成箱体的箱体板通过第五螺钉连接组装为一体，所述箱体通过第六螺钉安装在底板上，所述两种型号的手轮分别替换安装在第三主轴、第四主轴伸出箱体部分，所述底板底座部分和两端支撑部分通过第七螺钉连接为一体。