[发明专利]一种复合加载负载模拟装置

说明书

本发明涉及一种复合加载负载模拟装置，目的是为不同型号伺服机构提供惯量负载、弹性负载和摩擦负载，既可进行单纯负载加载也可进行组合负载加载，提高了试验台的通用性和互用性。该装置利用摇臂将加载装置的负载力矩和旋转运动转换为伺服机构的负载力和直线运动，通过对旋转轴系施加相关负载以完成伺服机构上对应负载的加载。其中惯量负载通过增减惯量盘实现；弹性负载利用板簧的变形实现并通过改变板簧有效长度调节弹性力矩梯度；摩擦负载通过液压缸驱动抱紧机构压紧摩擦片实现。该发明装置具有高集成度、高空间利用率、稳定性强、高可靠性、加载精度高、输出力矩大、便于使用等诸多优点，具有推广应用价值。

技术领域

本发明涉及负载模拟器技术领域，尤其涉及一种复合加载负载模拟装置。

背景技术

负载模拟器是一种半实物仿真装置，主要功能是在地面复现伺服机构真实的工作环境，即在便利环境下复现所要求负载力或力矩，将实物实验转化为无破坏性、可控性好的模拟条件下的预测实验研究，进而检测承载对象工作性能指标，被广泛应用于航空、航天、航海、抗震、科学研究等领域。当前的负载模拟器主要针对单一的伺服机构进行单纯的负载加载，如摩擦负载、弹性负载和惯量负载，对于其他型号的试验不具备通用性和互用性；由于复合加载时难以保证两种加载不会相互影响，关于同时进行复合加载的研究很少，造成实验成本上升。因此需要设计一种复合加载负载模拟装置来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术的不足，提供了一种复合加载负载模拟装置，尤其是摩擦力加载方式。该负载模拟装置可以兼容不同伺服机构产品；能够提供摩擦负载、弹性负载、惯量负载；三种负载可进行组合加载；摩擦负载及弹性负载可调节；安装接口能够适应六种伺服机构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

复合加载负载模拟装置主要用于为被测伺服机构产品施加惯性负载、摩擦负载和弹性负载，由于伺服机构为直线运动，施加的负载均可转为扭转负载，因此在输入端选用曲柄连杆的方式将直线运动转化为摇臂的旋转运动，并在旋转轴系上施加惯性负载、摩擦负载和弹性扭矩负载，三种载荷可以同时实现加载。其中惯性负载主要由加载轴系上的惯量盘来实现，惯量盘有多种规格，不同规格的惯量盘之间相互组合可以实现技术要求中所需要的惯性负载的要求。摩擦负载主要由静摩擦力加载装置提供，其原理是抱紧机构将摩擦片紧紧压在加载轴系上，为加载轴系提供摩擦力。抱紧机构由液压系统驱动，其抱紧力大小可通过液压系统的比例溢流阀进行调节，不同的抱紧力可以产生不同的静摩擦力，因此静摩擦力大小可以通过调节比例溢流阀实现调节。弹性负载是通过板簧的被动变形实现的，被测产品驱动加载轴系转动，板簧自身随着轴系的转动发生扭转变形，其变形产生的弹性力会作用在加载轴系中，最终实现对被测产品的加载。

进一步优化本技术方案，产品固定装置提供了六种伺服机构的安装接口，通过调节调距挡块1、调距挡块2和待测件安装座实现零位力臂长度的调节；被测件安装过渡板通过定位止口和螺栓与实验平台联接，一方面方便了待测件安装座的平移调节，另一方面也保证了待测件安装座位置的固定。

进一步优化本技术方案，设计摇臂将加载装置的负载力矩和旋转运动转换为伺服机构的负载力和直线运动；摇臂一端通过螺栓与摇臂过渡件连接，另一端通过花键与连接轴2联接，通过花键联接既可以增强传扭能力，又可以通过调节使其沿着输入轴平移，降低安装精度和要求；摇臂上设计了两处过渡件连接孔，从而配合不同零位力臂需求，满足不同伺服机构的安装，且为了保证过渡件的安装位置无偏斜，在两处安装孔位置处均设计有定位止口。

进一步优化本技术方案，系统采用惯量盘方式调节转动惯量，惯量盘通过螺栓与惯量盘底座锁紧连接；半圆形设计便于变量盘的安装，通过改变固定在轴上的惯量盘的大小，可以达到改变整个系统转动惯量的目的；设计不同厚度和直径的惯量盘，通过组合可以实现转动惯量的连续可调。