[發(fā)明專利]一種恒力機構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310465608.7
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103496603A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 趙建飛;莫麗東;尹航;高海波;李博;趙寶山
• 申請（專利權）人: 天津航天機電設備研究所
• 主分類號: B65H23/04
• 分類號: B65H23/04
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李震勇

技術領域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種恒力加載機構，尤其涉及一種主動補償式的恒力機構。

背景技術

恒力加載機構在卷紙、熱力發(fā)電、材料試驗、航天設備等領域中應用廣泛，其能直接影響到設備的安全性、可靠性。尤其是在航天領域，通過恒力機構提供微低重力補償來驗證航天器性能，是經常采用的地面驗證方式。傳統(tǒng)的重力補償提供方式有配重平衡、氣浮、水浮、懸吊法等，其中懸吊法重力模擬有主動補償與被動補償兩種方式，主動式補償較為少見。本發(fā)明創(chuàng)造設計出一種用于主動式恒力機構，用于大負載、高精度恒力提供。

發(fā)明內容

本發(fā)明創(chuàng)造要解決的問題是為了實現(xiàn)主動式恒力精確保持，提供一種恒力機構，用于實現(xiàn)的恒力大負載、高精度加載。

為解決上述技術問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術方案是：一種恒力機構，包括：安裝于安裝座4之上且依次連接的由一大電機提供扭矩輸出動力的大電機軸系1、包括一扭簧的扭簧組件3和由一小電機提供扭矩輸出動力的小電機軸系2；

大、小兩個電機軸系的扭矩輸出部的頂端相對且分別固連于扭簧組件3兩端；

小電機軸系的扭矩輸出部還套有一與其聯(lián)動旋轉的圓筒狀纏繞部；

一恒力索，其一端固接于纏繞部且在其外圓周上纏繞收放，另一端沿纏繞部切向引出連接負載。

以上為本發(fā)明創(chuàng)造的核心，其原理為在恒力補償過程中，對象拉力的穩(wěn)態(tài)部分保持不變，瞬態(tài)部分拉力為受到干擾導致小幅波動。而本方案的恒力機構，大電機軸系提供粗略力控制，提供主恒力（大承載穩(wěn)態(tài)拉力），大小電機間采用扭簧過渡傳遞扭矩，為恒力結構提供較低的彈性系數(shù)，協(xié)同控制恒力，小電機軸系提供精確力控制，抑制波動干擾，避免了單個電機同時承擔大承載與高精確指標，由雙電機恒力協(xié)同控制，從而同時實現(xiàn)大承載、高精確要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的一種實施例的結構示意圖

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明創(chuàng)造做進一步的詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種實施例的結構形式，在本實施例中，恒力機構主要包括大電機軸系1、小電機軸系2、扭簧組件3、安裝座組件4、恒力索5組成，大小兩個電機軸系面對面布置,恒力索布置于小電機軸系扭矩輸出部，大、小電機間采用扭簧31過渡傳遞扭矩，協(xié)同控制恒力，其中大電機11提供粗略力控制，提供主恒力，小電機21提供精確力控制，抑制波動干擾。

其中，大電機軸系1是恒力機構的主負載的承擔單元。該軸系包括大電機11、抱閘12、減速器13。在本實施例中，減速器作為大電機軸系扭矩輸出部的主要部件，大電機的輸出軸穿過抱閘12后與減速器13輸入端連接，減速器13輸出端連接扭簧組件連接端。

小電機軸系是恒力機構的負載輸出單元，主要承擔干擾負載，用于恒力精確力控制。該軸系由一小電機21提供扭矩輸出動力，在本實施例中，由一滾珠花鍵軸副22作為扭矩輸出部，滾珠花鍵軸副的花鍵軸一端連接小電機的輸出軸，另一端連接扭簧組件連接端。所述的圓筒狀纏繞部23可以是由滾珠花鍵軸副的花鍵套直接承擔，即將其外周制成等徑的圓，也可以在花鍵套上再套設一滾筒。

恒力索為恒力機構輸出單元，一端與負載連接，一端與纏繞部23固連，恒力索一部分纏繞于纏繞部23上，另一部分沿纏繞部23切向引出承擔負載，可通過纏繞部23旋轉實現(xiàn)自身收放功能。優(yōu)選的，為更便于纏繞收放恒力索，纏繞部23表面加工有螺旋凹槽24。由于纏繞部23半徑恒定，恒力索的恒力輸出可轉化為為對恒定轉矩控制。

優(yōu)選的，恒力索還可串聯(lián)一拉力傳感器作為控制系統(tǒng)反饋。

扭簧組件3包括扭簧31和與兩個連接端32，連接端32一端用于扭簧安裝，另一端用于與對應的軸系連接。扭簧組件3作為大小電機扭矩的中間過渡環(huán)節(jié)，大電機主扭矩經軸系傳遞到扭簧連接端后，扭簧受載發(fā)生扭轉，將扭矩傳遞到小電機軸系。

安裝座組件4包括一安裝座，安裝座上通過軸承（411、412、413）支撐起大、小電機軸系，安裝座下部還可固連一底板或底架（圖中未示），作為整個結構的安裝基體支撐。

本實施例中的恒力機構，由于使用雙電機系統(tǒng)控制，使用時需逐步加載，具體步驟如下：

1、大、小電機軸系上電，小電機軸系2先不進行主動工作，而是隨動，大電機1閉環(huán)，控制旋轉調整纏繞部將恒力索纏繞長度至合理范圍，然后抱閘鎖緊大電機軸系，等待加載；

2、恒力索加載負載，負載經過纏繞部、小電機軸系后傳遞到扭簧組件，扭簧組件連接大電機軸系一端被抱閘鎖緊，扭簧受載扭轉承擔負載；