一種剛度可變的剛度模擬器的制造方法
【專利摘要】一種剛度可變的剛度模擬器，它包括前端耳座連接板、前剛度模擬板、前固定板、剛度調(diào)節(jié)塊、導(dǎo)向銷、固定塊、后固定板、后剛度模擬板、導(dǎo)向套、大螺母、固定支座、固定銷、支座固定螺釘、微位移傳感器、固定鋼板和中間固定板；前端耳座連接板在剛度模擬器的最前端，其后是前剛度模擬板和前固定板，它們?nèi)齻€(gè)通過四個(gè)螺栓固定；后固定板和后剛度模擬板也是通過四個(gè)螺栓固定，其間是剛度調(diào)節(jié)塊，由固定塊固定在前固定板和后固定板中間，導(dǎo)向銷從中間穿過，在導(dǎo)向銷后面有導(dǎo)向套，通過大螺母固定在固定支座上；固定支座通過固定銷來定位，靠支座固定螺釘來固定；固定鋼板共包括四塊，位于前固定板和后固定板兩側(cè)，中間固定板位于剛度模擬器的兩側(cè)。
【專利說明】—種剛度可變的剛度模擬器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種剛度可變的剛度模擬器，該剛度模擬器是用來模擬飛行器舵機(jī)與機(jī)體連接剛度的設(shè)備，尤其適用于航空航天地面半實(shí)物仿真的負(fù)載模擬器中可變連接剛度的模擬。屬于負(fù)載模擬器機(jī)械連接剛度模擬【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)載模擬器是地面半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模擬導(dǎo)彈等風(fēng)行器在飛行中舵面所受空氣動(dòng)力載荷的重要設(shè)備，它是飛行器大回路半實(shí)物仿真系統(tǒng)的重要組成部分。它的功能是在實(shí)驗(yàn)室條件下復(fù)現(xiàn)飛行器的舵面在空中所受的各種載荷，從而檢測(cè)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)，將經(jīng)典的自破壞性的全實(shí)物實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)室條件下的預(yù)測(cè)性研究，從而在安全的環(huán)境下進(jìn)行研究，縮短研制周期、節(jié)約研發(fā)費(fèi)用、提高可靠性和成功率。
[0003]剛度模擬器是用來模擬飛行器舵機(jī)與機(jī)體之間連接剛度的設(shè)備，而連接剛度對(duì)于舵機(jī)性能影響很大，連接剛度的增加能提高系統(tǒng)的快速性。同時(shí)還應(yīng)看到隨著剛度的提高系統(tǒng)的機(jī)械諧振頻率增大，即系統(tǒng)的極限頻寬得以提高，非常有利于系統(tǒng)頻率特性的改
盡
口 o
[0004]目前大部分負(fù)載模擬器的機(jī)械連接剛度都是不能夠調(diào)節(jié)的，直接由基座的機(jī)械剛度來模擬。在其他領(lǐng)域中存在通過調(diào)節(jié)工作腔壓力來模擬剛度的專利，但這種剛度模擬器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)加工困難，同時(shí)由于受工作腔壓力的影響會(huì)造成剛度不固定的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的剛度模擬器是利用純機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)連接剛度可變的模擬器，同時(shí)通過簡(jiǎn)單更換部件就可以實(shí)現(xiàn)連接剛度的調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種剛度可變的剛度模擬器，這種模擬器能夠以最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、最小的生產(chǎn)加工和使用成本使得負(fù)載模擬器連接剛度得到準(zhǔn)確、可靠地模擬，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型一種剛度可變的剛度模擬器，它包括前端耳座連接板、前剛度模擬板、前固定板、剛度調(diào)節(jié)塊、導(dǎo)向銷、固定塊、后固定板、后剛度模擬板、導(dǎo)向套、大螺母、固定支座、固定銷、支座固定螺釘、微位移傳感器、固定鋼板和中間固定板。它們之間的位置連接關(guān)系是:前端耳座連接板在剛度模擬器的最前端，其后是前剛度模擬板和前固定板，它們?nèi)齻€(gè)通過四個(gè)螺栓固定。同理，后固定板和后剛度模擬板也是通過四個(gè)螺栓固定，它們之間是剛度調(diào)節(jié)塊，由固定塊固定在前固定板和后固定板中間，導(dǎo)向銷從中間穿過，在導(dǎo)向銷后面有導(dǎo)向套，通過大螺母固定在固定支座上。固定支座通過固定銷來定位，靠支座固定螺釘來固定。固定鋼板共包括四塊，位于前固定板和后固定板兩側(cè)，中間固定板位于剛度模擬器的兩側(cè)。
[0008]所述的前端耳座連接板是矩形板和兩塊帶有通孔耳座板的組合件，它位于剛度模擬器的最前端，用于固定試驗(yàn)臺(tái)上作動(dòng)器的耳座，通過銷軸連接試驗(yàn)臺(tái)上作動(dòng)器，同時(shí)通過4個(gè)螺栓與前剛度模擬板及前固定板固連；
[0009]所述的前剛度模擬板位于前端耳座連接板的后面，其形狀為兩側(cè)各設(shè)7個(gè)通孔、中間設(shè)有5個(gè)通孔的多邊形板料，外形經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，通過改變其形狀可以達(dá)到改變剛度的目的，其位于前端耳座連接板和前固定板之間；
[0010]所述的前固定板是面部設(shè)有5個(gè)通孔、底部設(shè)有燕尾槽的矩形板料件，它位于前剛度模擬板后面，其上開有燕尾槽，剛度調(diào)節(jié)塊及固定塊都通過其安裝；
[0011]所述的剛度調(diào)節(jié)塊是剛度模擬器的主要部件，其外形是兩端帶有燕尾槽、心部設(shè)有通孔的長方體件，通過改變其中間圓孔的厚度即可達(dá)到改變剛度模擬器剛度的目的。其兩端帶有燕尾槽，與前固定板和后固定板上的燕尾槽配合，其中間帶有通孔，是導(dǎo)向銷從中穿過。
[0012]所述的導(dǎo)向銷是多臺(tái)階圓柱銷，它位于剛度模擬器的中間，其起到導(dǎo)向的作用，使剛度模擬器中心對(duì)齊，其前端在前端耳座連接板卡緊，后端經(jīng)過導(dǎo)向套然后靠大螺母固定;
[0013]所述的固定塊是燕尾槽狀的條形板料件，它位于前固定板和后固定板上起固定剛度調(diào)節(jié)塊作用的部分，其上有兩個(gè)螺釘孔，并通過螺釘與前固定板和后固定板固定。其上設(shè)計(jì)有燕尾槽，與前固定板和后固定板上的燕尾槽配合；
[0014]所述的后固定板位于后剛度模擬器板前面，其上開有燕尾槽，剛度調(diào)節(jié)塊及固定塊都通過其安裝，其與前固定板采用相同結(jié)構(gòu)；
[0015]所述的后剛度模擬板位于后固定板的后面，其形狀、結(jié)構(gòu)與前剛度模擬板相同，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，通過改變其形狀可以達(dá)到改變剛度的目的；
[0016]所述的導(dǎo)向套是套筒狀件，它位于導(dǎo)向銷外側(cè)的部分，其與導(dǎo)向銷過度配合，后端通過大螺母將導(dǎo)向銷固定；
[0017]所述的大螺母是M24鎖緊螺母，它與導(dǎo)向銷端部螺紋連接；
[0018]所述的固定支座是L狀結(jié)構(gòu)件，它的作用是將剛度模擬器固定在試驗(yàn)臺(tái)上，該固定支座的剛度較大，基本可以認(rèn)為是剛性的；
[0019]所述的固定銷是帶臺(tái)階的圓柱銷，它的作用是定位固定支座，通過固定銷與試驗(yàn)臺(tái)固定孔的配合來實(shí)現(xiàn)固定支座的定位；
[0020]所述的支座固定螺釘是M12X55螺釘，它的作用是將固定支座固定在試驗(yàn)臺(tái)上；
[0021]所述的微位移傳感器是位于剛度模擬器上端的其測(cè)量剛度模擬器變形作用的部分，它通過螺釘固定在前固定板及后固定板上。此處的微位移傳感器是選用的市購的位移傳感器，要求精度高、響應(yīng)快；
[0022]所述的固定鋼板共包括四塊，其位于前固定板和后固定板兩側(cè)，作用是加強(qiáng)剛度模擬器，同時(shí)定位固定螺栓，其上開有7個(gè)通孔，用于安裝固定螺栓；
[0023]所述的中間固定板位于剛度模擬器的兩側(cè)，其上開有7個(gè)通孔，通過螺栓與兩個(gè)剛度模擬板及固定鋼板固定；
[0024]所述的剛度調(diào)節(jié)塊位于剛度模擬器的中央，其兩端帶有燕尾槽，與前固定板和后固定板上的燕尾槽配合，其中間帶有通孔，導(dǎo)向銷從中穿過。
[0025]本實(shí)用新型的原理及工況簡(jiǎn)介如下:[0026]本實(shí)用新型的原理及工況是用純機(jī)械結(jié)構(gòu)來模擬負(fù)載模擬器中的連接剛度，將該剛度模擬器一端連接試驗(yàn)臺(tái)底座，另一端連接作動(dòng)器耳座。不同的連接剛度對(duì)舵機(jī)性能影響很大，而本剛度模擬器同時(shí)可以做到剛度可調(diào)，通過改變前剛度模擬板、后剛度模擬板和剛度調(diào)節(jié)塊，可以獲得不同的模擬剛度，以滿足負(fù)載模擬器對(duì)不同連接剛度的需求。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:通過簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)三個(gè)部件的結(jié)構(gòu)就可以達(dá)到對(duì)不同的剛度的模擬，本剛度模擬器屬于純機(jī)械結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單同時(shí)工作可靠，適用于剛度模擬范圍寬、試驗(yàn)環(huán)境惡劣的情況。其解決了負(fù)載模擬器環(huán)境因素影響明顯、試驗(yàn)數(shù)據(jù)難以控制的問題，同時(shí)通過此設(shè)計(jì)形成的可變剛度模擬量程廣、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0029]圖2是負(fù)載模擬器結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0030]圖3是本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4是圖1所示本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例帶有安裝座的側(cè)視圖；
[0032]圖5是圖1所示本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例帶有安裝座的俯視圖；
[0033]圖6是前剛度模擬板與后剛度模擬板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖7a是剛度調(diào)節(jié)塊主視圖；
[0035]圖7b是剛度調(diào)節(jié)塊剖面圖；
[0036]圖7c是剛度調(diào)節(jié)塊俯視圖；
[0037]圖中，1.前端耳座連接板，2.前剛度模擬板，3.前固定板，4.剛度調(diào)節(jié)塊，5.導(dǎo)向銷，6.固定塊，7.后固定板，8.后剛度模擬板，9.導(dǎo)向套，10.大螺母，11.固定支座，12.固定銷，13.支座固定螺釘，14.微位移傳感器,15.固定鋼板,16.中間固定板。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖及一優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0039]參閱圖1，負(fù)載模擬器的工作原理如下，負(fù)載模擬器是一種典型的被動(dòng)式力(矩)伺服系統(tǒng)，一般由加載設(shè)備和被測(cè)試設(shè)備(即舵機(jī))組成。它要求加載設(shè)備在跟隨舵機(jī)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)能夠精確對(duì)其施加給定的力(矩)載荷譜，以準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)飛行器舵面的氣動(dòng)載荷，檢測(cè)舵回路性能。其中位于安裝支座前面的彈簧符號(hào)就是模擬連接剛度的部分，其直接影響負(fù)載模擬器性能。參閱圖2，本實(shí)用新型的可變剛度模擬器的爆炸圖顯示了該剛度模擬器的所有結(jié)構(gòu)，同時(shí)參閱圖3和圖4，本實(shí)用新型一種剛度可變的剛度模擬器，它包括前端耳座連接板1、前剛度模擬板2、前固定板3、剛度調(diào)節(jié)塊4、導(dǎo)向銷5、固定塊6、、后固定板7、后剛度模擬板8、導(dǎo)向套9、大螺母10、固定支座11、固定銷12、支座固定螺釘13、微位移傳感器14、固定鋼板15和中間固定板16 ;它們之間的位置連接關(guān)系是:前端耳座連接板I位于剛度模擬器的最前端，用于固定試驗(yàn)臺(tái)上作動(dòng)器耳座，通過銷軸連接試驗(yàn)臺(tái)上作動(dòng)器，同時(shí)通過4個(gè)螺栓與前剛度模擬板2及前固定板3固連；同理，后固定板7和后剛度模擬板8也是通過四個(gè)螺栓固定，它們之間是剛度調(diào)節(jié)塊4，由固定塊6固定在前固定板3和后固定板7中間，導(dǎo)向銷5從中間穿過，在導(dǎo)向銷5后面有導(dǎo)向套9，通過大螺母10固定在固定支座11上。固定支座11通過固定銷12來定位，靠支座固定螺釘13來固定。固定鋼板15共包括四塊，位于前固定板3和后固定板7兩側(cè)，中間固定板16位于剛度模擬器的兩側(cè)。
[0040]參閱圖6中的前剛度模擬板2位于前端耳座連接板I的后面，其形狀經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，通過改變其形狀可以達(dá)到改變剛度的目的，其位于端耳座連接板I和前固定板3之間；前固定板3位于前剛度模擬器板2后面，其上開有燕尾槽，剛度調(diào)節(jié)塊4及固定塊6都通過其安裝；固定塊6是位于前固定板3和后固定板7上，起固定剛度調(diào)節(jié)塊4的作用，其上有兩個(gè)螺釘孔，并通過螺釘與前固定板3和后固定板7固定。其上設(shè)計(jì)有燕尾槽，與前固定板3和后固定板7上的燕尾槽配合；
[0041]參閱圖5，固定鋼板15共包括四塊，其位于前固定板3和后固定板7兩側(cè)，作用是加強(qiáng)剛度模擬器同時(shí)定位固定螺栓作用，其上開有7個(gè)通孔，用于安裝固定螺栓；剛度調(diào)節(jié)塊4位于剛度模擬器的中央，其兩端帶有燕尾槽，與前固定板3和后固定板7上的燕尾槽配合，其中間帶有通孔，導(dǎo)向銷5從中穿過。剛度調(diào)節(jié)塊4是剛度模擬器的主要部件，通過改變其中間圓環(huán)的厚度即可達(dá)到改變剛度模擬器剛度的目的。
[0042]參閱圖5和圖7a_c中的剛度調(diào)節(jié)塊4兩端帶有燕尾槽，通過與前固定板3和后固定板7上的燕尾槽配合，從而使剛度模擬器既可以承受拉力又可以承受壓力，擴(kuò)寬了負(fù)載模擬器作用范圍。后固定板7位于后剛度模擬器板8前面，其上開有燕尾槽，剛度調(diào)節(jié)塊4及固定塊6都通過其安裝，其與前固定板3采用相同結(jié)構(gòu)；
[0043]后剛度模擬板8位于后固定板7的后面，其形狀經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，通過改變其形狀可以達(dá)到改變剛度的目的，其與前剛度模擬板2采用相同結(jié)構(gòu)；中間固定板16位于剛度模擬器的兩側(cè)，其上開有7個(gè)通孔，通過螺栓與前剛度模擬板2、后剛度模擬板8及固定鋼板15固定；導(dǎo)向銷5位于剛度模擬器的中間，其起到導(dǎo)向的作用，使剛度模擬器中心對(duì)齊，其前端在前端耳座連接板I卡緊，后端經(jīng)過導(dǎo)向套9然后靠大螺母10固定。導(dǎo)向套9是位于導(dǎo)向銷5外側(cè)的部分，其與導(dǎo)向銷5過度配合，后端通過大螺母10將導(dǎo)向銷5固定；
[0044]微位移傳感器14是位于剛度模擬器上端的其測(cè)量剛度模擬器變形作用的部分，它通過螺釘固定在前固定板3及后固定板7上。此處的微位移傳感器7是選用的成熟的位移傳感器，要求精度高、響應(yīng)快。
[0045]參閱圖7a_c，剛度調(diào)節(jié)塊4的中間圓環(huán)部分是模擬剛度的主要部分，通過改變其圓環(huán)的厚度可以方便地改變其剛度。同時(shí)剛度調(diào)節(jié)塊4兩端帶有燕尾槽非常方便拆裝與定位。
【權(quán)利要求】
1.一種剛度可變的剛度模擬器，其特征在于:它包括前端耳座連接板、前剛度模擬板、前固定板、剛度調(diào)節(jié)塊、導(dǎo)向銷、固定塊、后固定板、后剛度模擬板、導(dǎo)向套、大螺母、固定支座、固定銷、支座固定螺釘、微位移傳感器、固定鋼板和中間固定板；前端耳座連接板在剛度模擬器的最前端，其后是前剛度模擬板和前固定板，它們?nèi)齻€(gè)通過四個(gè)螺栓固定；同理，后固定板和后剛度模擬板也是通過四個(gè)螺栓固定，它們之間是剛度調(diào)節(jié)塊，由固定塊固定在前固定板和后固定板中間，導(dǎo)向銷從中間穿過，在導(dǎo)向銷后面有導(dǎo)向套，通過大螺母固定在固定支座上；固定支座通過固定銷來定位，靠支座固定螺釘來固定；固定鋼板共包括四塊，位于前固定板和后固定板兩側(cè)，中間固定板位于剛度模擬器的兩側(cè)； 所述的前端耳座連接板是矩形板和兩塊帶有通孔耳座板的組合件，它位于剛度模擬器的最前端，同時(shí)通過4個(gè)螺栓與前剛度模擬板及前固定板固連； 所述的前剛度模擬板位于前端耳座連接板的后面，其形狀為兩側(cè)各設(shè)7個(gè)通孔、中間設(shè)有5個(gè)通孔的多邊形板料，其位于前端耳座連接板和前固定板之間； 所述的前固定板是面部設(shè)有5個(gè)通孔、底部設(shè)有燕尾槽的矩形板料件，它位于前剛度模擬板后面，其上開有燕尾槽，剛度調(diào)節(jié)塊及固定塊都通過其安裝； 所述的剛度調(diào)節(jié)塊是外形是兩端帶有燕尾槽、心部設(shè)有通孔的長方體件，其兩端帶有燕尾槽，與前固定板和后固定板上的燕尾槽配合，其中間帶有通孔，是導(dǎo)向銷從中穿過； 所述的導(dǎo)向銷是多臺(tái)階圓柱銷，它位于剛度模擬器的中間，使剛度模擬器中心對(duì)齊，其前端在前端耳座連接板卡緊，后端經(jīng)過導(dǎo)向套然后靠大螺母固定； 所述的固定塊是燕尾槽狀的條形板料件，它位于前固定板和后固定板上，其上有兩個(gè)螺釘孔，并通過螺釘與前固定板和后固定板固定；其上設(shè)計(jì)有燕尾槽，與前固定板和后固定板上的燕尾槽配合； 所述的后固定板位于后剛度模擬器板前面，其上開有燕尾槽，剛度調(diào)節(jié)塊及固定塊都通過其安裝，其與前固定板采用相同結(jié)構(gòu)； 所述的后剛度模擬板位于后固定板的后面，其形狀、結(jié)構(gòu)與前剛度模擬板相同； 所述的導(dǎo)向套是套筒狀件，它位于導(dǎo)向銷外側(cè)的部分，其與導(dǎo)向銷過度配合，后端通過大螺母將導(dǎo)向銷固定； 所述的大螺母是M24鎖緊螺母，它與導(dǎo)向銷端部螺紋連接； 所述的固定支座是L狀結(jié)構(gòu)件，它是將剛度模擬器固定在試驗(yàn)臺(tái)上； 所述的固定銷是帶臺(tái)階的圓柱銷，它是定位固定支座； 所述的支座固定螺釘是M12X55螺釘，它是將固定支座固定在試驗(yàn)臺(tái)上； 所述的微位移傳感器是位于剛度模擬器上端，它通過螺釘固定在前固定板及后固定板上； 所述的固定鋼板共包括四塊，其位于前固定板和后固定板兩側(cè)，其上開有7個(gè)通孔，用于安裝固定螺栓； 所述的中間固定板位于剛度模擬器的兩側(cè)，其上開有7個(gè)通孔，通過螺栓與兩個(gè)剛度模擬板及固定鋼板固定； 所述的剛度調(diào)節(jié)塊位于剛度模擬器的中央，其兩端帶有燕尾槽，與前固定板和后固定板上的燕尾槽配合，其中間帶有通孔，導(dǎo)向銷從中穿過。
【文檔編號(hào)】B64F5/00GK203528833SQ201320560396
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】付永領(lǐng), 范殿梁, 祁曉野, 李祝鋒, 張健 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)