[發明專利]一種基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩擬加載系統

有效

• 申請號: 201711039099.6
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN109724815B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 侯鵬飛;高健;姜玉峰;張中哲;李宏;于丹;王賀龍;袁克敵
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

本發明屬于航天伺服技術領域，具體涉及一種保證電動舵機在反操縱力矩條件下安全可靠的工作的基于繩傳動的曲柄?壓簧型反操縱力矩擬加載系統；包括曲柄(1)、傳動繩(2)、力傳感器(3)、滾輪(4)、滑塊(5)、導軌(6)、絲杠(7)、彈簧(8)、伺服電機(9)、限位塊(10)、臺體(11)、舵機軸(12)、導向桿(13)、固定支座(14)及滾輪基座(15)；鑒于因傳動環節慣量過大而導致多余力矩難于消除的影響，現采用繩傳遞力的加載方式；依據彈簧可實現線性加載的特點，通過電機實時調節壓簧組件的壓縮量，實現對曲柄的不同力矩梯度的加載。

技術領域

本發明屬于航天伺服技術領域，具體涉及一種基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩擬加載系統。

背景技術

飛行器借助舵以產生飛行時所需的力和力矩，舵面由于受到空氣壓力而產生作用于電動舵機的負載扭矩。當舵面從零位向正(或負)舵偏偏轉時，負載力矩與電動舵機的主動力矩方向相同，加速舵面偏轉，即起正反饋作用；當舵面從正(或負)舵偏向零位偏轉時，負載力矩與電動舵機的主動力矩方向相反，阻止舵面偏轉，即起負反饋作用。這種現象，我們稱作反操縱工況。

近年來，電動舵機在飛行器中的應用愈發廣泛，它具有體積小、功率密度大、維護方便、可靠性高等優點。舵反操縱力矩對電動舵機有重要影響，如果舵機抗反操縱力矩能力較差，將會影響舵機系統的穩定性。在產品交付前，應依托反操縱力矩模擬加載系統對電動舵機的抗反操縱力矩性能進行驗證。

目前國內大功率機電伺服系統尚無成熟的反操縱特性試驗數據，以往的相關技術多為小型飛行器上的小功率舵機反操縱特性研究。為了保證電動舵機在反操縱力矩條件下安全可靠的工作，特研制了一種反操縱力矩模擬加載系統，以模擬舵對舵機軸的反操縱力矩負載。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術不足，提供一種保證電動舵機在反操縱力矩條件下安全可靠的工作的基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩擬加載系統。

本發明的技術方案是：

一種基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩擬加載系統，包括曲柄、傳動繩、力傳感器、滾輪、滑塊、導軌、絲杠、彈簧、伺服電機、限位塊、臺體、舵機軸、導向桿、固定支座及滾輪基座；其中曲柄通過舵機軸安裝于臺體上，曲柄可繞舵機軸轉動，限位塊用于限制曲柄轉動范圍；傳動繩一端固定在曲柄末端，另一端繞過滾輪后固定于導向桿頂部，傳動繩從滑塊、導向桿內部穿過；滾輪安裝于滾輪基座上，滾輪基座一側連接有力傳感器，力傳感器通過固定支座安裝于臺體上；彈簧安裝于滑塊和導向桿頂部之間，導向桿穿插于彈簧內部，且可相對于滑塊移動；滑塊可沿導軌滑動，導軌安裝于臺體上；伺服電機安裝于臺體上，伺服電機輸出端通過絲杠帶動滑塊沿導軌滑動。

所述伺服電機驅動絲杠，進而帶動滑塊沿導軌滑動，使得彈簧產生的彈力經由傳動繩作用于曲柄，從而產生作用于舵機軸的反操縱力矩。

本發明的有益效果是：

1、鑒于因傳動環節慣量過大而導致多余力矩難于消除的影響，現采用繩傳遞力的加載方式；

2、依據彈簧可實現線性加載的特點，通過電機實時調節壓簧組件的壓縮量，實現對曲柄的不同力矩梯度的加載。

附圖說明

圖1是基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩模擬加載系統結構圖；

圖2是基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩模擬加載系統結構原理圖；

圖3是基于繩傳動的曲柄-壓簧型反操縱力矩模擬加載系統結構原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明提出的一種進行進一步的介紹：