[发明专利]一种简易舵机负载测试装置

说明书

本发明涉及一种简易舵机负载测试装置，属于航天运输系统测控系统技术领域；包括底板、竖板、斜板、舵机、摇臂、顶部固定端、弹簧、底部固定端、弹簧底座和随动杆；竖板竖直设置在底板的上表面；斜板实现对竖板的固定；舵机的输出轴穿过竖板的通孔射出至竖板的另一侧侧面处；弹簧底座安装在底板的上表面；底部固定端与弹簧底座顶端旋转连接；随动杆的底端与底部固定端的顶端固定连接；顶部固定端固定安装在随动杆的顶端；弹簧套装在随动杆的外壁；摇臂的一端与顶部固定端旋转连接；摇臂的另一端与舵机输出轴固定连接；本发明保证在有限的空间内使舵机负载测试装置结构效率最大化，完全模拟了正式飞行时的舵面受力的实际工况，且加工成本低，生产周期短。

技术领域

本发明属于航天运输系统测控系统技术领域，涉及一种简易舵机负载测试装置。

背景技术

本发明属于飞行器结构/机构设计领域，飞行器通过CZ-2F运载火箭发射入轨，完成空间任务，轨道再入返回水平着陆于着陆场。飞行器的研制对于我国提高空间攻防能力、维护国家空间资源有着重要意义，同时可突破和掌握多项关键技术，牵引多个技术领域科研实力水平的提升。

飞行器在飞行过程中，其活动舵面是通过舵机进行推动，最终控制飞行器飞行姿态。为了验证舵机负载能力，需要设计一个舵机负载台，让舵机推动负载台的机构，从而模拟舵机推动活动舵面的过程，对舵机的能力进行评估。

以往舵机负载测试装置采用弹簧钢板式结构，包括摆快组件、舵轴组件、偏置铰链力矩组件和舵机负载模拟系统框架组件等，整体结构呈“T”字型布局。舵机负载模拟系统通过摆块组件来模拟放行舵负载的惯性力矩，利用了由弹簧钢板在纯扭状态下，其扭转角度大小与力矩近似的线性比例关系原理，采用一块弹簧钢板来产生铰链力矩。其特点是组成零件较多，结构复杂，体积大；其次是利用弹簧钢板的扭转来模拟铰链力矩，与实际飞行器飞行过程中的舵面受到的铰链力矩不符；弹簧钢板模拟在操作性上具有一定的危险性，需要设计专门的保护措施。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种简易舵机负载测试装置，保证在有限的空间内使舵机负载测试装置结构效率最大化，完全模拟了正式飞行时的舵面受力的实际工况，且加工成本低，生产周期短；具有较强的适应性。

本发明解决技术的方案是：

一种简易舵机负载测试装置，包括底板、竖板、斜板、舵机、摇臂、顶部固定端、弹簧、底部固定端、弹簧底座和随动杆；其中，底板为水平放置的板状结构；竖板竖直设置在底板的上表面；斜板对称设置在竖板的2侧侧壁处，且位于底板的上表面，实现对竖板的固定；竖板的顶部设置有通孔；舵机固定安装在竖板一侧侧面上，舵机位置与通孔位置对应；舵机的输出轴穿过竖板的通孔射出至竖板的另一侧侧面处；弹簧底座水平固定安装在底板的上表面；底部固定端与弹簧底座顶端旋转连接；随动杆轴向竖直放置，且随动杆的底端与底部固定端的顶端固定连接；顶部固定端固定安装在随动杆的顶端；弹簧套装在随动杆的外壁，且弹簧的顶端与顶部固定端的下表面接触；弹簧的底端与底部固定端的上表面接触；摇臂的一端与顶部固定端旋转连接；摇臂的另一端与舵机输出轴固定连接。

在上述的一种简易舵机负载测试装置，所述舵机的输出轴轴向垂直与竖板板面；舵机的输出轴绕x轴做往复旋转运动，舵机的输出轴的旋转角度为-20°～20°；舵机的额定输出力矩不小于50N·m；舵机的最大输出力矩不小于70N·m。

在上述的一种简易舵机负载测试装置，所述顶部固定端的初始位置与舵机的输出轴位于同一高度，实现摇臂位于水平状态，且摇臂与随动杆垂直。

在上述的一种简易舵机负载测试装置，所述舵机负载测试装置的试验过程为：

舵机的输出轴往复旋转，带动摇臂往复摆动，拉伸或压缩顶部固定端，进而拉伸或压缩弹簧，带动顶部固定端、弹簧、底部固定端和随动杆整体，绕底部固定端与弹簧底座的旋转轴做绕x轴的往复摆动；同时，顶部固定端在弹簧的拉伸或压缩带动下做沿z方向的高度变化运动；弹簧产生的弹簧力，实现模拟作用于舵机的反作用力。