電動力加載負載模擬裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及電動力加載負載模擬裝置，由機械部分和測控系統組成，機械部分包括機械臺體、直線電機、光柵尺或磁柵尺、輸出軸、限位塊、拉壓力傳感器以及拉環；直線電機通過T型螺桿固定安裝在機械臺體上且直線電機的動子放置在機械臺體的直線導軌上，機械臺體上設有“T”型槽；光柵尺或磁柵尺通過安裝座安裝在直線電機的底座一側和直線電機動子上；輸出軸安裝在直線電機動子部分的前端，并與拉壓力傳感器聯接；限位塊安裝在直線電機的底座上并限制直線電機動子的行程，拉環安裝在拉壓力傳感器另一端，直接與負載相連；測控系統用于采集電機輸出力的大小并控制直線電機出力。本實用新型專利技術具有結構簡單、操作方便、易于維護、響應速度快、加載精度高等優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

電動力加載負載模擬裝置
本技術涉及一種能提高系統響應速度和加載精度的直線形式電動力加載負載模擬裝置。
技術介紹
力加載負載模擬裝置可以模擬飛行部件在運行過程中舵面所受空氣氣動力(或水動載荷)，加載器是武器系統地面仿真設備之一。隨著科技和國防事業的發展，迫切需要高性能的負載模擬器，為新型飛機、導彈、魚雷等飛行器應用提供性能實驗數據，為新技術的推廣提供可靠的實驗資料，而國防軍事、工業的需求也大大推動了負載模擬器的發展。力加載負載模擬裝置是在半實物仿真過程中，給參試舵機施加力，用以模擬參試部件飛行過程中作用在部件舵面上的氣動(或水動)載荷，使得在實驗室條件下復現參試部件在運行時舵面所受的各種載荷，從而檢測其舵機驅動系統的技術性能指標，將傳統的自破壞性全實物實驗轉化為實驗室條件下的預測性研究，以達到縮短研制周期，節約研制經費，提高可靠性和成功率的目的。目前，直線力加載系統通常采用液壓油缸或電動缸進行，液壓油缸加載系統維護復雜、且污染環境；電動缸加載系統響應速度慢、加載精度不高。
技術實現思路
本技術的目的為了克服上述現有技術存在的問題，而提供一種電動力加載負載模擬裝置，本裝置克服了液壓油缸加載帶來的維護困難、環境污染問題，解決了采用電動缸加載響應速度慢、加載精度不高的問題，該裝置具有結構簡單、操作方便、易于維護、響應速度快、加載精度高等優點。本技術的技術解決方案為電動力加載負載模擬裝置，由機械部分和測控系統組成，機械部分包括機械臺體、 直線電機、光柵尺或磁柵尺、輸出軸、限位塊、拉壓力傳感器以及拉環；光柵尺或磁柵尺用于測量直線電機動子運動的位移；拉壓力傳感器用于測量系統輸出力的大小；直線電機的底座通過T型螺桿固定安裝在機械臺體上且直線電機的動子放置在機械臺體的直線導軌上， 機械臺體上設有“T”型槽，可根據實際需要調整直線電機的固定位置；光柵尺或磁柵尺通過安裝座安裝在直線電機的底座一側和直線電機動子上，輸出軸安裝在直線電機動子部分的前端，并與力傳感器聯接；限位塊安裝在直線電機的底座上并限制直線電機動子的行程， 拉環安裝在力傳感器另一端，直接與負載相連；測控系統用于控制直線電機。測控系統用于采集電機輸出力的大小并控制直線電機出力。所述的直線電機的直接驅動動子做直線運動，并通過安裝在動子前端的輸出軸將運動傳導到被加載的試件上；直線電機的動子放置在精密的滑動導軌上，以減少摩擦力，降低裝置中的非線性環節。所述的力傳感器為拉壓力傳感器。所述的輸出軸或拉環的材料為45號鋼。所述的限位塊由限位座和緩沖橡膠組成，限位座通過緩沖橡膠安裝在直線電機的底座上。所述的機械部分還包括電氣限位組件，由限位擋塊和電氣限位開關組成，限位擋塊通過內六角螺釘固定在直線電機的動子上，電氣限位開關通過另一內六角螺釘安裝在安裝座上，安裝座固定在直線電機的底座上。所述的機械部分還包括右調整墊塊和左調整墊塊，右調整墊塊和左調整墊塊分別安裝在直線導軌兩側上。使用本裝置時，將電氣的測控系統完成各種數據的管理、處理和顯示功能，以控制管理計算機為基礎，由伺服控制模塊(含有數據采集模塊)、通訊模塊以及驅動單元、拉壓力傳感器和光柵尺構成閉環系統，控制計算機是電氣測控系統的基礎，實現對直線電機的運動控制管理、對用戶的各種輸入/輸出進行管理以及故障檢測和安全保護等控制管理功能，它還完成各種數據的管理、處理和顯示功能。本技術的原理為系統通過控制計算機發送控制指令，并控制加載系統按照指令完成力伺服跟蹤。加載系統的輸出軸與舵機的輸出軸通過力傳感器剛性連接。在舵機輸入指令信號瞬間，加載系統的輸入信號U1=O,系統處于啟動狀態，電機尚未轉動但已加壓，在舵機運動趨勢的作用下，力傳感器輸出力信號Uf古0，這個力就是多余力。力傳感器測試的力信號反饋給加載系統，加載控制器輸出控制信號，經放大后驅動電機加載，使加載系統的軸與舵機一起運動，多余力也隨之減小。本技術與現有裝置相比的優點在于本技術由于采用了直線電機作為加載動力單元提高了系統響應速度及加載精度，取代了液壓油缸加載帶來的維護困難及環境污染問題；本技術具有結構簡單、操作方便、易于維護、響應速度快、加載精度高等優附圖說明圖圖圖圖圖I為本技術的結構示意圖。2為本技術的安裝結構圖。3為使用于本系統的結構框圖。4為本技術的控制部分原理圖。5為本技術的計算機控制流程圖。具體實施方式結合附圖對本技術作進一步的描述。如圖I所示，本技術由由機械部分和測控系統組成，其中機械部分包括機械臺體I、直線電機2、光柵尺3、輸出軸4、限位塊5、拉壓力傳感器6以及拉環7，光柵尺3用于測量直線電機2動子運動的位移；力傳感器6用于測量系統輸出力的大小；直線電機2的底座通過T型螺桿固定安裝在機械臺體I上且直線電機2的動子放置在機械臺體I的直線導軌10上，機械臺體I上設有“T”型槽，可根據實際需要調整直線電機2的固定位置。光柵尺3通過安裝座19安裝在直線電機2的底座一側和直線電機2動子上，輸出軸4安裝在4直線電機動子部分的前端，并與力傳感器6聯接，限位塊5安裝在直線電機2的底座上并限制直線電機動子的行程，拉環7安裝在力傳感器6的另一端，直接與負載相連；測控系統用于采集電機輸出力的大小并控制直線電機出力。如圖2所示，為本技術的安裝結構圖，限位座8和緩沖橡膠9這兩個組件構成了圖I中的限位塊5 ;限位擋塊12和電氣限位開關14組成電氣限位組件，限位擋塊12通過內六角螺釘13固定在直線電機的動子上，電氣限位開關通過另一內六角螺釘15安裝在安裝座19上，安裝座19固定在直線電機2的底座21上；右調整墊塊和左調整墊塊分別安裝在直線導軌兩側上，直線電機的動子通過右調整墊塊11和左調整墊塊20連接到直線導軌10上，并使其能平滑運動。光柵尺3通過又一內六角螺釘16和再一內六角螺釘17分別安裝在安裝座19和直線電機的動子上。如圖3所示，使用于本系統的結構框圖。左邊是力加載設備，右邊是承載舵機，加載設備的輸出軸與舵機的輸出軸分別與拉壓力傳感器6剛性連接。在舵機輸入指令信號瞬間，加載設備的輸入信號Ur=O,裝置處于啟動狀態，電機尚未轉動但已加壓，在舵機運動趨勢的作用下，力傳感器輸出力信號Uf古0，這個力就是多余力。力傳感器測試的力信號反饋給加載設備，加載控制器輸出控制信號，經放大后驅動電機加載，使加載設備的軸與舵機一起運動，多余力也隨之減小。使用仿真機或控制計算機發生指令加載時，由仿真計算機或控制計算機產生加載指令，發送給伺服控制系統，指令通過伺服閉環算法后輸出為電信號指令給伺服驅動，并驅動電機給舵機進行加載。使用梯度加載時，由于舵機運動產生了線位移Sf，其位移信號Sf經光柵尺測量輸出，此信號經過函數發生器，變換成加載設備的輸入力信號Ur=KUf (Sf)，加載系統在Ur和Uf 的共同作用下通過加載控制器控制電機對舵機加載。如圖4所示，為本技術的測控系統原理圖。電氣的測控系統完成各種數據的管理、處理和顯示功能，以控制管理計算機為基礎，由伺服控制模塊(含有數據采集模塊)、 通訊模塊以及驅動單元、力傳感器和光柵尺構成閉環系統，控制計算機是電氣測控系統的基礎，實現對直線電機的運動控制管理、對用戶的各種輸入/輸出進行管理以及故障檢本文檔來自技高網...

【技術保護點】
電動力加載負載模擬裝置，由機械部分和測控系統組成，機械部分包括機械臺體、直線電機、光柵尺或磁柵尺、輸出軸、限位塊、拉壓力傳感器以及拉環；其特征在于：直線電機通過T型螺桿固定安裝在機械臺體上且直線電機的動子放置在機械臺體的直線導軌上，機械臺體上設有“T”型槽；光柵尺或磁柵尺通過安裝座安裝在直線電機的底座一側和直線電機動子上；輸出軸安裝在直線電機動子部分的前端，并與拉壓力傳感器聯接；限位塊安裝在直線電機的底座上并限制直線電機動子的行程，拉環安裝在力傳感器另一端，直接與負載相連；測控系統用于采集電機輸出力的大小并控制直線電機出力。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉沖，胡良，黃海明，
申請(專利權)人：武漢華中航空測控技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：