一种伺服机构用摇摆输出摩擦负载试验台的制作方法

本发明涉及一种伺服机构用摇摆输出摩擦负载试验台，属于模拟负载与仿真。

背景技术：

1、摇摆输出摩擦负载试验台是进行伺服机构地面半实物仿真的重要设备之一，其在工程领域也称作负载模拟器。它的功能是在实验室条件下模拟伺服机构所受的摩擦负载，从而检测伺服机构的相关技术指标，将传统自破坏性全实物实验转化为实验室条件下的预测性研究，具有良好的可控性、无破坏性、全天候以及操作简单方便的优点，并且这种实验可以多次重复，因而能提供安全的研究环境，节约研制经费、缩短开发周期、提高产品可靠性并为伺服机构提供性能质检。

2、目前该领域的摇摆输出摩擦负载试验设备通常由包含惯量模拟装置、摩擦力矩加载机构等结构组成，通过对摩擦力矩加载机构夹紧螺钉松紧的方式调整摩擦力矩的大小，摩擦加载完成后再测试该力矩是否满足要求，如果摩擦力矩过大则将夹紧螺钉拧松，如果摩擦力矩过小则将夹紧螺钉拧紧。这种加载方式具有很大的试凑成分，很难精准调控摩擦力矩，而且无法实时显示摩擦力矩加载的大小，也无法实现摩擦力矩的连续可调，尤其在进行小载荷摩擦力矩加载时，存在加载精度差，力矩调节范围难以满足要求等问题。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种伺服机构用摇摆输出摩擦负载试验台，实现摩擦力矩的连续可调。

2、本发明的技术解决方案是：

3、本发明公开了一种伺服机构用摇摆输出摩擦负载试验台，包括：台架、力矩数显仪、角位移传感器、主轴、摩擦力矩加载装置、扭矩传感器组件、惯性负载模拟装置、多个联轴器、伺服机构和轴承座；其中，

4、主轴通过轴承座支承定位固定在台架上，主轴的两端分别通过联轴器与角位移传感器以及扭矩传感器组件连接；

5、所述惯性负载模拟装置固定在台架上；一侧通过联轴器与扭矩传感器组件连接，另一侧与伺服机构连接。

6、摩擦力矩加载装置固定在台架上，套接在主轴上，对主轴施加摩擦力矩；

7、扭矩传感器组件，用于采集主轴的摩擦力矩；

8、力矩数显仪，用于实时显示扭矩传感器组件采集的摩擦力矩；

9、伺服机构驱动惯性负载模拟装置带动主轴摆动；根据力矩数显仪显示的摩擦力矩，调节摩擦力矩加载装置加载在主轴上的摩擦力矩；调节到位后，摩擦力矩加载装置进行锁紧使摩擦力矩保持在目标力矩值进行试验。

10、进一步地，在上述试验台中，所述惯性负载模拟装置设置端面齿，通过端面齿与伺服机构连接。

11、进一步地，在上述试验台中，所述摩擦力矩加载装置，包括调节手轮、螺纹张紧杆、锁紧螺母、螺纹分度机座、摩擦夹器安装座、摩擦夹器、摩擦盘和拉线；其中，

12、螺纹分度机座和摩擦夹器安装座固定在台架上；

13、摩擦夹器固定在摩擦夹器安装座上；

14、螺纹张紧杆安装在螺纹分度机座上，锁紧螺母用于对螺纹张紧杆进行锁紧；

15、拉线的一端与摩擦夹器连接，另一端与螺纹张紧杆连接；

16、调节手轮与螺纹张紧杆连接；

17、通过转动调节手轮，拉动拉线，改变摩擦夹器夹紧摩擦盘的夹紧力，实现对主轴的摩擦力矩载荷的施加与调节。

18、进一步地，在上述试验台中，摩擦夹器设置安装接口；拉线一端设置半球形头部；

19、螺纹张紧杆内设置中空通道；中空通道内的一端设置凸台台肩；

20、拉线一端紧固在安装接口上，设有半球形头部的一端穿过中空通道；半球形头部与凸台台肩相配合，使拉线预紧，防止拉线窜动。

21、进一步地，在上述试验台中，还包括花键轴套和轴套锥销，摩擦盘与花键轴套固定连接；花键轴套内圈和主轴配合，通过轴套锥销实现二者紧固。

22、进一步地，在上述试验台中，所述调节手轮通过内六角配合面和螺纹张紧杆的外六角配合面配合，通过定位销锁紧，防止调节手轮7.1位置窜动。

23、进一步地，在上述试验台中，所述摩擦夹器，包括双动弹簧、复位活塞、活塞杆和两个夹板；其中，双动弹簧和复位活塞相连接，位于两个夹板之间；活塞杆与复位活塞连接；通过拉线拉动活塞杆，活塞杆带动两个夹板对位于两个夹板之间的摩擦盘施加对称夹紧力，实现对摩擦盘施加摩擦力矩载荷；在拉线松弛后，双动弹簧复位带动活塞自动复位，使两个夹板离开摩擦盘，结束摩擦力矩载荷的施加。

24、进一步地，在上述试验台中，所述摩擦盘内圈设置花键槽和螺钉孔，通过花键配合、螺钉双重定位紧固在花键轴套上。

25、进一步地，在上述试验台中，还包括：角度限位装置；所述角度限位装置，包括限位轴套、角度限位机构和第二轴套锥销；其中，角度限位机构固定在台架上；限位轴套套接在主轴外部，两侧设置限位凸台；限位凸台与角度限位机构相配合对主轴进行摆角限位；限位轴套通过第二轴套锥销与主轴进行定位紧固。

26、进一步地，在上述试验台中，所述台架，包括：下层机架、上层机架、楔形过渡机架和配重块；其中，下层机架和上层机架均为框架结构；下层机架与上层机架连接；楔形过渡机架与上层机架连接，并且位置可调；配重块置于下层机架的框架结构内，根据需要调节数量；力矩数显仪置于上层机架框架结构内；惯性负载模拟装置置于楔形过渡机架上表面；角位移传感器、主轴、摩擦力矩加载装置和扭矩传感器组件置于上层机架上表面。

27、进一步地，在上述试验台中，还包括角位移传感器支座；

28、角位移传感器通过角位移传感器支座通过固定件固定在台架上；角位移传感器支座上安装固定件的位置设置长孔，用于沿台架轴线方向调整角位移传感器的安装位置，使角位移传感器的水平方向的轴线与主轴的轴线重合；

29、扭矩传感器组件包括：扭矩传感器和传感器支承座，扭矩传感器通过传感器支承座固定在台架上。

30、本发明与现有技术的有益效果在于：

31、(1)本发明使用标准拉线式摩擦夹器，夹器内部有双动弹簧复位活塞，通过拉线拉动夹器上的活塞杆对摩擦盘施加对称夹紧力，在拉线松弛后，可以通过弹簧使活塞自动复位离开夹紧位置，结束摩擦载荷施加，从而实现摩擦力矩的连续可调；

32、(2)本发明采用手轮的方式实时调整摩擦力矩，通过手轮带动螺纹张紧杆旋转，每旋转一圈，螺纹张紧杆在其轴线方向移动一个导程，从而将调节手轮的旋转运动转换为拉线可调可控的直线运动，实现对摩擦盘的摩擦力矩加载与调节；

33、(3)本发明相比于常规的摩擦力矩加载装置相比，可以实现在极小范围内摩擦力矩加载的功能；

34、(4)本发明通过扭矩传感器及数显仪可以实时动态显示摩擦力矩值，方便读数与调整；

35、(5)本发明该试验台在设计中充分考虑了人机效能因素，使得操作者可以恰好在双臂自然下垂的位置对设备进行操作，具备良好的操作性，另外试验台在安装配重块后具备不打地脚也能进行对伺服机构测试的特点，降低了对车间厂房的要求。此伺服机构用摇摆输出摩擦负载试验台为航天领域的同类伺服产品测试提供理论和实验支撑具有重要的意义。