一種舵機(jī)性能測試裝置制造方法
【專利摘要】一種舵機(jī)性能測試裝置，它包括測控操作臺和電動加載臺，兩者通過線纜連接；所述的測控操作臺包括：一個顯示器、一個打印機(jī)、一個信調(diào)箱、一個工控機(jī)、一個程控電流源箱、一個電源分配箱、一個急停控制盒、一個鼠鍵套裝、一個下位機(jī)箱以及一個機(jī)柜；所述的電動加載臺部分包括：一個位置編碼器、一個柔性連接片、兩個軸承蓋、兩個旋轉(zhuǎn)軸承、兩個軸系支架、一個搖臂、一個傳動軸、一個扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器、一個電機(jī)支架、一個力矩電機(jī)、一個臺架以及兩個聯(lián)軸器及一個夾具。它能完成通用燃?xì)舛鏅C(jī)的靜態(tài)和動態(tài)性能測試，以便實(shí)時掌握舵機(jī)性能，并對性能數(shù)據(jù)進(jìn)行保存管理。
【專利說明】一種舵機(jī)性能測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種舵機(jī)性能測試裝置，尤其涉及一種對飛行器舵機(jī)(舵面驅(qū)動裝置)性能測試的裝置，屬于航空機(jī)械、電子及控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]舵機(jī)性能測試裝置用于模擬飛行器在飛行過程中舵面所受到的空氣動力力矩載荷，測試舵面驅(qū)動裝置(舵機(jī))的各項(xiàng)性能(動靜態(tài)性能指標(biāo))。裝備水平的發(fā)展，對飛行器舵面的靈活性和控制精度的要求越來越高，進(jìn)而對性能測試裝置通用性和加載精度提出了更高的要求。
[0003]舵機(jī)性能測試裝置對舵機(jī)靜態(tài)特性和動態(tài)特性進(jìn)行測試，傳統(tǒng)的舵機(jī)性能測試裝置對靜態(tài)特性中最大力矩采用扭簧加載，利用扭簧在一定的工作范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)角度與力矩輸出成正比，其他靜態(tài)特性不需要加載裝置。傳統(tǒng)裝置對動態(tài)特性的測試有兩種形式，一種是電液負(fù)載模擬器，即采用伺服液壓馬達(dá)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)加載，這種方式應(yīng)用于大轉(zhuǎn)矩、大功率密度場合，受舵機(jī)位置干擾會有較大的多余力矩，而且系統(tǒng)采用液壓能源結(jié)構(gòu)復(fù)雜；另一種是電動負(fù)載模擬器，即采用電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)加載，大多應(yīng)用于小功率和小力矩范圍內(nèi)。但是傳統(tǒng)裝置都存在通用性不強(qiáng)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種舵機(jī)性能測試裝置，它能完成通用燃?xì)舛鏅C(jī)的靜態(tài)和動態(tài)性能測試，以便實(shí)時掌握舵機(jī)性能，并對性能數(shù)據(jù)進(jìn)行保存管理。通過先進(jìn)的測控設(shè)備，采集傳動軸的運(yùn)動信息，實(shí)現(xiàn)舵機(jī)性能測試功能，解決現(xiàn)有舵機(jī)測試裝置測試工作繁瑣、測試設(shè)備通用性不強(qiáng)以及加載裝置繁雜的問題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:采用結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)測控設(shè)備以及加載臺，首先通過電動加載臺為測試裝置提供模擬負(fù)載，負(fù)載的模擬通過傳動軸傳遞到被測試舵機(jī)，測試設(shè)備根據(jù)傳動軸的運(yùn)動信息，通過工控機(jī)處理，得到舵機(jī)性能信息。
[0006]本實(shí)用新型一種舵機(jī)性能測試裝置，它包括測控操作臺和電動加載臺，兩者通過線纜連接。見圖5所示。
[0007]見圖1，所述的測控操作臺包括:一個顯示器、一個打印機(jī)、一個信調(diào)箱、一個工控機(jī)、一個程控電流源箱、一個電源分配箱、一個急?？刂坪?、一個鼠鍵套裝、一個下位機(jī)箱以及一個機(jī)柜。它們之間的位置連接關(guān)系是:急?？刂瓢粹o與急停控制盒采用航空直通線纜連接；顯示器、鼠鍵套裝以及打印機(jī)通過線纜與工控機(jī)相連；急?？刂坪信c工控機(jī)采用直通航空線纜相連；程控電流源箱和下位機(jī)箱與工控機(jī)采用串口通訊線纜相連；下位機(jī)與信調(diào)箱采用航空線纜相連；上述各件都安裝在機(jī)柜上。
[0008]該顯示器是19英寸液晶顯示器，用于人機(jī)交互，控制顯示測試項(xiàng)目，測試數(shù)據(jù)等工作；
[0009]該打印機(jī)是通用彩色打印機(jī)，用于測試數(shù)據(jù)報表答應(yīng)；[0010]該信調(diào)箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置多塊信號調(diào)理板，信號變換中介，一方面將被測信號調(diào)理到適合AD采集的范圍內(nèi)；另一方面將舵機(jī)激勵信號放大，作為舵機(jī)的驅(qū)動輸出，信號調(diào)理箱主要實(shí)現(xiàn)隔離、濾波、放大等功能；
[0011]該工控機(jī)是采用加固工控機(jī)，使用WINDOWS XP操作平臺，向待測舵機(jī)發(fā)送控制指令，實(shí)現(xiàn)測試過程中各類數(shù)據(jù)的設(shè)定與測試過程的控制，并對測試過程中的各項(xiàng)參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、存儲及打印輸出測試過程的狀態(tài)和參數(shù)；
[0012]該程控電流源箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置電流輸出模塊，用于提供舵機(jī)驅(qū)動電流；
[0013]該電源分配箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置線性電源，為裝置提供所需交直流電；
[0014]該急?？刂坪惺菢?biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，用于突發(fā)情況斷電保護(hù)；
[0015]該鼠鍵套裝是通用鼠標(biāo)和鍵盤，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的工具；
[0016]該下位機(jī)箱是下位機(jī)設(shè)計(jì)中采用了 DSP+FPGA的兩級控制模式，實(shí)現(xiàn)對舵機(jī)測試系統(tǒng)的直接控制；
[0017]該機(jī)柜是冷軋鋼板制作的箱體件，用來存放工控機(jī)、顯示器等上述設(shè)備，并可以提供對存放設(shè)備的保護(hù)，屏蔽電磁干擾。
[0018]見圖2、圖3、圖4，所述的電動加載臺包括:一個位置編碼器1、一個柔性連接片2、兩個軸承蓋3、兩個旋轉(zhuǎn)軸承4、兩個軸系支架5、一個搖臂6、一個傳動軸7、一個扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8、一個電機(jī)支架9、一個力矩電機(jī)10、一個臺架11以及兩個聯(lián)軸器及一個夾具。它們之間的位置連接關(guān)系是:傳動軸7和旋轉(zhuǎn)軸承4配合安裝在兩個軸系支架5上，保證兩個旋轉(zhuǎn)軸承4以及傳動軸7同心旋轉(zhuǎn)；將軸系支架5通過固定螺栓固定在臺架11的梯形槽上，保證同軸度；在軸系支架4上安裝兩個軸承蓋3，將位置編碼器I通過柔性連接片2安裝在軸承蓋3上，保證位置編碼器I與傳動軸7同心旋轉(zhuǎn)；傳動軸7與扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8之間通過柔性聯(lián)軸器連接；將力矩電機(jī)10通過緊固螺栓固定在電機(jī)支架9上，調(diào)節(jié)支架9，使電機(jī)輸出軸與傳動軸7同軸，用柔性聯(lián)軸器將扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8與電機(jī)9輸出相連；將搖臂6通過4個內(nèi)六角緊固螺栓固定在傳動軸7上；兩個軸系支架5、電機(jī)支架9通過緊固螺栓和螺母固定在臺架11梯形槽內(nèi)。
[0019]該位置編碼器是中空型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，用于采集傳動軸位置信息；
[0020]該柔性連接片是圓形機(jī)械彈簧片，用于解決位置編碼器與傳動軸不同軸問題；
[0021]該軸承蓋是圓環(huán)型鋼片，用于固定旋轉(zhuǎn)軸承；
[0022]該旋轉(zhuǎn)軸承是通用滾動軸承，用于固定傳動軸和減小傳動軸載荷摩擦；
[0023]該軸系支架內(nèi)置軸承安裝槽，用于固定支撐傳動軸，使傳動軸只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；
[0024]該搖臂是“T”形高剛度高強(qiáng)度加工件，用于固定被測試舵機(jī)，并使舵機(jī)在工作時對傳動軸產(chǎn)生力矩；
[0025]該傳動軸是圓柱型高剛度加工件，將模擬載荷傳遞到被測試舵機(jī)，并與舵機(jī)同步工作；
[0026]該扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器是圓柱形運(yùn)動信息傳感器，用于采集傳動軸的力矩和轉(zhuǎn)速信息；
[0027]該電機(jī)支架是“L”型機(jī)械加工件，用于固定力矩電機(jī)；
[0028]該力矩電機(jī)是高性能加載電機(jī)，用于模擬載荷；
[0029]該臺架內(nèi)置“ T ”型槽，用于固定軸系支架和電機(jī)支架。[0030]本實(shí)用新型一種舵機(jī)性能測試裝置工作過程如下:
[0031]通過工控機(jī)人機(jī)界面，用戶選擇所需測試舵機(jī)類型；工控機(jī)根據(jù)被測試舵機(jī)類型驅(qū)動信息，控制程控電流源控制被測舵機(jī)工作；工控機(jī)根據(jù)被測舵機(jī)的測試內(nèi)容，發(fā)送負(fù)載模擬指令，下位機(jī)對電機(jī)10進(jìn)行加載控制；工控機(jī)通過信調(diào)相采集傳動軸7上位置編碼器I和扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8的數(shù)據(jù)；工控機(jī)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到舵機(jī)的性能信息，并根據(jù)需要打印報表。
[0032]本實(shí)用新型的有益效果是:采用工控機(jī)和下位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和加載控制，方便于舵機(jī)性能數(shù)據(jù)處理和氣動負(fù)載模擬控制的實(shí)現(xiàn)；采用電動加載省掉了液壓加載復(fù)雜的油源和管路，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；根據(jù)負(fù)載需求修改搖臂長度和模擬負(fù)載形式，更多地滿足氣動舵機(jī)測試，通用性更好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是舵機(jī)測試裝置操作臺示意圖；
[0034]圖2電動加載軸系主視圖；
[0035]圖3是圖2的A-A向剖視圖；
[0036]圖4電動加載臺加載平臺正視圖；
[0037]圖5是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
[0038]附圖標(biāo)號說明:
[0039]1、位置編碼器；2、柔性連接片；3、軸承蓋；4、旋轉(zhuǎn)軸承；5、軸系支架；6、搖臂；7、傳動軸；8、扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器；9、電機(jī)支架；10、力矩電機(jī)；11、臺架；以及兩個聯(lián)軸器及一個夾具。
【具體實(shí)施方式】
[0040]見圖5所示，本實(shí)用新型一種舵機(jī)性能測試裝置，包括:測控操作臺和電動加載臺，兩者通過線纜連接。
[0041]見圖1，所述的測控操作臺包括:一個顯示器；一個打印機(jī)；一個信調(diào)箱；一個工控機(jī)；一個程控電流源箱；一個電源分配箱；一個急?？刂坪?；一個鼠鍵套裝、一個下位機(jī)箱以及一個機(jī)柜。它們之間的位置連接關(guān)系是:急?？刂瓢粹o與急?？刂坪胁捎煤娇罩蓖ň€纜連接；顯示器、鼠鍵套裝以及打印機(jī)通過線纜與工控機(jī)相連；急?？刂坪信c工控機(jī)采用直通航空線纜相連；程控電流源箱和下位機(jī)箱與工控機(jī)采用串口通訊線纜相連；下位機(jī)與信調(diào)箱采用航空線纜相連；上述各件都安裝在機(jī)柜上。
[0042]該顯示器是19英寸液晶顯示器，用于人機(jī)交互，控制顯示測試項(xiàng)目，測試數(shù)據(jù)等工作；
[0043]該打印機(jī)是通用彩色打印機(jī)，用于測試數(shù)據(jù)報表答應(yīng)；
[0044]該信調(diào)箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置多塊信號調(diào)理板，信號變換中介，一方面將被測信號調(diào)理到適合AD采集的范圍內(nèi)；另一方面將舵機(jī)激勵信號放大，作為舵機(jī)的驅(qū)動輸出，信號調(diào)理箱主要實(shí)現(xiàn)隔離、濾波、放大等功能；
[0045]該工控機(jī)是采用加固工控機(jī)，使用WINDOWS XP操作平臺，向待測舵機(jī)發(fā)送控制指令，實(shí)現(xiàn)測試過程中各類數(shù)據(jù)的設(shè)定與測試過程的控制，并對測試過程中的各項(xiàng)參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、存儲及打印輸出測試過程的狀態(tài)和參數(shù)；
[0046]該程控電流源箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置電流輸出模塊，用于提供舵機(jī)驅(qū)動電流；
[0047]該電源分配箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置線性電源，為裝置提供所需交直流電；
[0048]該急?？刂坪惺菢?biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，用于突發(fā)情況斷電保護(hù)；
[0049]該鼠鍵套裝是通用鼠標(biāo)和鍵盤，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的工具；
[0050]該下位機(jī)箱是下位機(jī)設(shè)計(jì)中采用了 DSP+FPGA的兩級控制模式，實(shí)現(xiàn)對舵機(jī)測試系統(tǒng)的直接控制；
[0051]該機(jī)柜是冷軋鋼板制作的箱體件，用來存放工控機(jī)、顯示器等上述設(shè)備，并可以提供對存放設(shè)備的保護(hù)，屏蔽電磁干擾。
[0052]見圖2、圖3、圖4，所述的電動加載臺包括:一個位置編碼器I ;一個柔性連接片2 ；兩個軸承蓋3 ;兩個旋轉(zhuǎn)軸承4 ;兩個軸系支架5 個搖臂6 ;—個傳動軸7 個扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8 ;—個電機(jī)支架9 ;一個力矩電機(jī)10和一個臺架11 ；以及兩個聯(lián)軸器及一個夾具。它們之間的位置連接關(guān)系是:傳動軸7和旋轉(zhuǎn)軸承4配合安裝在兩個軸系支架5上，保證兩個旋轉(zhuǎn)軸承4以及傳動軸7同心旋轉(zhuǎn)；將軸系支架5通過固定螺栓固定在臺架11的梯形槽上，保證同軸度；在軸系支架4上安裝兩個軸承蓋3，將位置編碼器I通過柔性連接片2安裝在軸承蓋3上，保證位置編碼器I與傳動軸7同心旋轉(zhuǎn)；傳動軸7與扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8之間通過柔性聯(lián)軸器連接；將力矩電機(jī)10通過緊固螺栓固定在電機(jī)支架9上，調(diào)節(jié)支架9,使電機(jī)輸出軸與傳動軸7同軸,用柔性聯(lián)軸器將扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8與電機(jī)9輸出相連；將搖臂6通過4個內(nèi)六角緊固螺栓固定在傳動軸7上；兩個軸系支架5、電機(jī)支架9通過緊固螺栓和螺母固定在臺架11梯形槽內(nèi)。
[0053]該位置編碼器I是中空型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，用于采集傳動軸7位置信息；
[0054]該柔性連接片2是圓形機(jī)械彈簧片，用于解決位置編碼器I與傳動軸7不同軸問題；
[0055]該軸承蓋3是圓環(huán)型鋼片，用于固定旋轉(zhuǎn)軸承4 ；
[0056]該旋轉(zhuǎn)軸承4是通用滾動軸承，用于固定傳動軸7和減小傳動軸7載荷摩擦；
[0057]該軸系支架5內(nèi)置軸承安裝槽，用于固定支撐傳動軸7，使傳動軸7只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；
[0058]該搖臂6是“T”形高剛度高強(qiáng)度加工件，用于固定被測試舵機(jī)，并使舵機(jī)在工作時對傳動軸7產(chǎn)生力矩；
[0059]該傳動軸7是圓柱型高剛度加工件，將模擬載荷傳遞到被測試舵機(jī)，并與舵機(jī)同步工作；
[0060]該扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8是圓柱形運(yùn)動信息傳感器，用于采集傳動軸7的力矩和轉(zhuǎn)速息;
[0061]該電機(jī)支架9是“L”行機(jī)械加工件，用于固定力矩電機(jī)10 ；
[0062]該力矩電機(jī)10是高性能加載電機(jī)，用于模擬載荷；
[0063]該臺架11內(nèi)置“T”槽，用于固定軸系支架5和電機(jī)支架9。
[0064]本實(shí)用新型一種舵機(jī)性能測試裝置工作過程如下:
[0065]通過工控機(jī)人機(jī)界面，用戶選擇所需測試舵機(jī)類型；工控機(jī)根據(jù)被測試舵機(jī)類型驅(qū)動信息，控制程控電流源控制被測舵機(jī)工作；工控機(jī)根據(jù)被測舵機(jī)的測試內(nèi)容，發(fā)送負(fù)載模擬指令，下位機(jī)對電機(jī)10進(jìn)行加載控制；工控機(jī)通過信調(diào)相采集傳動軸7上位置編碼器I和扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器8的數(shù)據(jù)；工控機(jī)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到舵機(jī)的性能信息，并根據(jù)需要打印報表。
【權(quán)利要求】
1.一種舵機(jī)性能測試裝置，其特征在于:它包括測控操作臺和電動加載臺，兩者通過線纜連接； 所述的測控操作臺包括:一個顯示器、一個打印機(jī)、一個信調(diào)箱、一個工控機(jī)、一個程控電流源箱、一個電源分配箱、一個急?？刂坪小⒁粋€鼠鍵套裝、一個下位機(jī)箱以及一個機(jī)柜；急?？刂瓢粹o與急停控制盒采用航空直通線纜連接；顯示器、鼠鍵套裝以及打印機(jī)通過線纜與工控機(jī)相連；急停控制盒與工控機(jī)采用直通航空線纜相連；程控電流源箱和下位機(jī)箱與工控機(jī)采用串口通訊線纜相連；下位機(jī)與信調(diào)箱采用航空線纜相連；上述各部件都安裝在機(jī)柜上； 該顯示器是19英寸液晶顯示器；該打印機(jī)是通用彩色打印機(jī)；該信調(diào)箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置復(fù)數(shù)塊信號調(diào)理板；該工控機(jī)是采用加固工控機(jī)，使用WINDOWS XP操作平臺；該程控電流源箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置電流輸出模塊；該電源分配箱是標(biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱，內(nèi)置線性電源；該急?？刂坪惺菢?biāo)準(zhǔn)2U機(jī)箱；該鼠鍵套裝是通用鼠標(biāo)和鍵盤；該下位機(jī)箱是下位機(jī)設(shè)計(jì)中采用了 DSP+FPGA的兩級控制模式，實(shí)現(xiàn)對舵機(jī)測試系統(tǒng)的直接控制；該機(jī)柜是冷軋鋼板制作的箱體件； 所述的電動加載臺包括:一個位置編碼器、一個柔性連接片、兩個軸承蓋、兩個旋轉(zhuǎn)軸承、兩個軸系支架、一個搖臂、一個傳動軸、一個扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器、一個電機(jī)支架、一個力矩電機(jī)、一個臺架以及兩個聯(lián)軸器及一個夾具；傳動軸和旋轉(zhuǎn)軸承配合安裝在兩個軸系支架上；將軸系支架通過固定螺栓固定在臺架的梯形槽上；在軸系支架上安裝兩個軸承蓋，將位置編碼器通過柔性連接片安裝在軸承蓋上；傳動軸與扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器之間通過柔性聯(lián)軸器連接；將力矩電機(jī)通過緊固螺栓固定在電機(jī)支架上，用柔性聯(lián)軸器將扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器與電機(jī)輸出相連；將搖臂通過4個內(nèi)六角緊固螺栓固定在傳動軸上；兩個軸系支架、電機(jī)支架通過緊固螺栓和螺母固定在臺架梯形槽內(nèi)； 該位置編碼器是中空型旋轉(zhuǎn)光電編碼器；該柔性連接片是圓形機(jī)械彈簧片；該軸承蓋是圓環(huán)型鋼片；該旋轉(zhuǎn)軸承是通用滾動軸承；該軸系支架內(nèi)置軸承安裝槽；該搖臂是“T”形高剛度高強(qiáng)度加工件；該傳動軸是圓柱型高剛度加工件；該扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器是圓柱形運(yùn)動信息傳感器；該電機(jī)支架是“L”型機(jī)械加工件；該力矩電機(jī)是高性能加載電機(jī)；該臺架內(nèi)置“T”型槽。
【文檔編號】G05B19/042GK203658043SQ201320659937
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】陳娟, 王德義, 付永領(lǐng), 馬俊功, 李萬國, 祁曉野 申請人:北京航空航天大學(xué)