CN115402530B - 一种舵机扭矩测试平台 - Google Patents

Abstract

一种舵机扭矩测试平台，包含安装座、测试座、插头、扇形齿轮、从动齿轮、角位移传感器、连接方轴、驱动机构和琴簧式扭矩加载装置，所述舵机的驱动端与插头对应连接，插头转动位于测试座内；所述插头的外缘面设有扇形齿轮，扇形齿轮与从动齿轮对应啮合，从动齿轮对应固定套设在角位移传感器的输入轴上；所述插头与连接方轴传动插接，连接方轴的轴身设有驱动机构；所述连接方轴的尾端与琴簧式扭矩加载装置的输出轴对应传动插接，输出轴设有插孔，且插孔的末端设有感应开关，琴簧式扭矩加载装置的底座与测试座对应固定连接；利用本测试平台进行舵机扭矩实验的成本低，且本测试平台的扭矩加载装置便于更换。

Description

一种舵机扭矩测试平台

技术领域

本发明涉及飞行器模拟测试技术领域，尤其是涉及一种舵机扭矩测试平台。

背景技术

现代工业和科学技术的发展对产品的动态性能提出了更高的要求，尤其是在军事领域，飞行器舵机是实现飞行器姿态的俯仰、偏航、滚转等姿态变换运动的关键执行机构，舵机是一种高精度的伺服机构，舵机性能的好坏直接决定了飞行器飞行轨迹精度及动态响应品质；

另外，在实验阶段需要通过扭矩测试来判断舵机性能的好坏，但是如果将舵机直接安装在飞行器上进行测试，实验成本较大，因此一般是采用扭矩加载装置来模拟飞行器的舵机在实际工作中的负载扭矩，然后将舵机安装在测试平台上进行扭矩测试；

中国专利(CN201811245135.9)公开的飞行器舵机动态性能综合测试平台，是由联轴器、扭矩加载装置和滑动调节座构成，其中联轴器用于连接舵机和扭矩加载装置，且扭矩加载装置为板簧，而滑动调节座则是套设在板簧上，并沿板簧的轴线方向进行滑动，从而改变测试的扭矩大小，但是这样一来就造成测试平台的整体体积较大，且重量较重，进而导致该测试平台需要匹配同样体积的温箱，用于对舵机进行不同温度下的扭矩测试，增大了实验成本；另外，由于扭矩加载装置需要长时间处于扭转弯折状态，因此损耗较大，需要定时更换，而传统测试平台为整体结构，对扭矩加载装置的更换就需要整体拆开，过程较为麻烦；

因此，综上所述，目前市场上需要一种实验成本低，且便于更换扭矩加载装置的测试平台。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种舵机扭矩测试平台。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种舵机扭矩测试平台，包含安装座、测试座、插头、扇形齿轮、从动齿轮、角位移传感器、连接方轴、驱动机构和琴簧式扭矩加载装置，所述安装座的顶部面依次设有舵机、测试座和固定座，舵机的驱动端与插头对应连接，插头转动位于测试座内；所述插头的外缘面设有扇形齿轮，扇形齿轮与从动齿轮对应啮合，从动齿轮对应固定套设在角位移传感器的输入轴上，角位移传感器安装在测试座内；

所述插头的末端与连接方轴的头端对应配合传动插接，连接方轴的轴身设有能够驱动连接方轴轴向移动，且不干扰连接方轴转动的驱动机构；所述连接方轴的尾端与琴簧式扭矩加载装置的输出轴对应传动插接，输出轴设有插孔，且插孔的末端设有能够与连接方轴的尾端对应抵触，以及用于控制舵机是否开始测试工作的感应开关，琴簧式扭矩加载装置的底座与测试座对应固定连接。

优选的，所述驱动机构包含双头叉杆和伸缩油缸，且连接方轴的轴身固定套设有定位柱，且定位柱的外缘面设有环槽；所述双头叉杆的头端与环槽对应卡接，双头叉杆的中部杆身设有转销，转销的两端与安装座对应的内壁面相插接，双头叉杆的尾端与伸缩油缸的伸缩端对应铰接，伸缩油缸铰接固定位于在安装座上。

优选的，所述测试座内设有用于感应双头叉杆位置的限位开关。

优选的，所述双头叉杆头端的两相对面，均设有一个与环槽底面对应抵触的圆台。

优选的，所述琴簧式扭矩加载装置的琴簧设为十字形结构。

优选的，所述连接方轴的头端设有轴向的长条孔，且插头内设有能够穿过长条孔的销轴。

优选的，所述连接轴的尾端设有用于抵触感应开关的捣杆。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的一种舵机扭矩测试平台，首先利用驱动机构控制连接方轴轴向移动，直到连接方轴的尾端与感应开关抵触，然后感应开关控制舵机启动，之后舵机带动插头、连接方轴和琴簧式扭矩加载装置中的输出轴转动±30°，此时琴簧式扭矩加载装置中的琴簧将模拟舵机工作时受到的扭矩，从而实现自动完成对舵机的扭矩检测；

另外，由于琴簧式扭矩加载装置是通过琴簧结构模拟扭矩，相较于板簧来说，琴簧结构的长度较短，从而使本测试平台的整体体积较小，且琴簧结构在调整扭矩大小时，通过减少琴簧中的弹簧杆数量即可，相较于传统测试平台，省去了滑动调节座，进而使本测试平台的整体重量也得到减小，最终使得本测试平台能够适用于常规温箱，也就相应减少了实验成本；

此外，本测试平台中的琴簧式扭矩加载装置能够单独拆除更换，操作方便，并且琴簧式扭矩加载装置相较于传统的板簧也具有更高的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的另一种结构示意图。

图中：1、安装座；2、测试座；3、插头；4、扇形齿轮；5、从动齿轮；6、角位移传感器；7、连接方轴；8、驱动机构；801、双头叉杆；802、转销；803、伸缩油缸；9、琴簧式扭矩加载装置；10、感应开关；11、限位开关；12、销轴；13、轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本发明的附图对应，为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：

结合附图1-2所述的一种舵机扭矩测试平台，包含安装座1、测试座2、插头3、连接方轴7、驱杆、伸缩油缸803和琴簧式扭矩加载装置9，所述安装座1的顶部面依次设有舵机、测试座2和固定座，舵机的驱动端与插头3对应连接，插头3转动位于测试座2内，即舵机能够驱动插头3转动，而测试座2能够对插头3进行周向支撑，从而保证插头3能够顺利的沿轴线转动，不会发生偏心转动的情况，特别的，所述插头3与测试座2之间设有轴承13，该轴承13能够为插头3提供周向支撑力；所述插头3的外缘面设有扇形齿轮4，测试座2内设有与扇形齿轮4对应啮合的从动齿轮5，从动齿轮5对应固定套设在角位移传感器6的输入轴，且角位移传感器6安装在测试座2内，其中插头3的转动幅度为±30°，即插头3在转动时，扇形齿轮4将带动从动齿轮5转动，由角位移传感器6测得插头3转动的角度，并将电信号输出至后续的测试计算***，以此计算舵机测试的扭矩大小；特别的，所述测试座2内设有用于感应双头叉杆801位置的限位开关11，当双头叉杆801带动连接方轴7的尾端离开输出轴的插孔时，双头叉杆801将会与限位开关11抵触，限位开关11再控制伸缩油缸803停止动作；

所述插头3的末端与连接方轴7的头端对应配合传动插接，由于连接方轴7自身的截面形状为矩形，因此插头3在转动时，能够直接带动内部插接的连接轴同向转动，根据需要，所述连接方轴7的头端设有轴向的长条孔，且插头3内设有能够穿过长条孔的销轴12，销轴12能够在长条孔内轴向移动，从而使连接方轴7在轴向移动的过程中，不会脱离插头3，保证了插头3与连接方轴7之间传动插接的紧密性；所述连接方轴7的轴身设有能够驱动连接方轴7轴向移动，且不干扰连接方轴7转动的驱动机构8；此外，所述驱动机构8包含双头叉杆801和伸缩油缸803，且连接方轴7的轴身固定套设有定位柱，且定位柱的外缘面设有环槽；所述双头叉杆801的头端与环槽对应卡接，双头叉杆801的中部杆身设有转销802，转销802的两端与安装座1对应的内壁面相插接，双头叉杆801的尾端与伸缩油缸803的伸缩端对应铰接，伸缩油缸803铰接固定位于在安装座1上，通过伸缩油缸803伸缩端的伸长，能够带动双头叉杆801以中部转销802处为圆心，然后尾端向左摆动，双头叉杆801的头端向右摆动，从而带动连接方轴7沿轴线向右移动；根据需要，所述双头叉杆801头端的两相对面，均设有一个与环槽底面对应抵触的圆台，由于圆台的台面与定位柱的环槽之间接触面积小，因此连接方轴7在转动过程中，与双头叉杆801之间产生的摩擦力较小，双头叉杆801对连接方轴7的转动干扰就也随之越小；

所述连接方轴7的尾端与琴簧式扭矩加载装置9的输出轴对应传动插接，输出轴设有插孔，且插孔的末端设有能够与连接方轴7的尾端对应抵触，以及用于控制舵机是否开始测试工作的感应开关10，其中琴簧式扭矩加载装置9的结构详见中国专利(CN202111237260.7)公开的一种刚度可调的琴簧式扭矩加载装置9，在该装置中底座为固定件，而定位输出机构的输出轴则是用于带动琴簧转动的活动件，而连接方轴7对应***输出轴头端的插孔内，且与感应开关10相抵触后，舵机将驱动插头3和连接方轴7转动，从而带动输出轴转动，进而带动琴簧中的多根弹簧杆转动，最终模拟出舵机所受的扭矩大小，此外，所述连接轴的尾端设有用于抵触感应开关10的捣杆，能够缩短连接方轴7的长度，并且输出轴插孔的孔径也能够随之减小，从而提高输出轴插接后的可靠性，琴簧式扭矩加载装置9的底座与测试座2对应固定连接；特别的，所述琴簧式扭矩加载装置9的琴簧设为十字形结构，能够进一步提高琴簧的扭矩加载上限，从而使本测试平台的测试能力更强；

另外，本装置中的测试座2、插头3、连接方轴7、驱杆、伸缩油缸803和琴簧式扭矩加载装置9能够同时设置四套，从而能够对四个舵机进行扭矩加载测试。

实施本发明所述的一种舵机扭矩测试平台时，首先，将舵机安装在安装座1上，且将舵机的驱动端与插头3相连，然后启动驱动机构8，让连接方轴7沿轴线向琴簧式扭矩加载装置9的方向移动，当连接方轴7的末端与感应开关10相抵触后，舵机将被感应开关10控制启动，从而带动插头3和连接方轴7转动一定角度，扇形齿轮4也将随之驱动从动齿轮5转动相同的角度，而该角度被角位移传感器6所记录，后续测试计算***根据琴簧式扭矩加载装置9中琴簧弹簧杆的数量，以及角位移传感器6记录的角度数据，即可计算出舵机受到的扭矩大小，完成测试。

本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种舵机扭矩测试平台，其特征是：包含安装座(1)、测试座(2)、插头(3)、扇形齿轮(4)、从动齿轮(5)、角位移传感器(6)、连接方轴(7)、驱动机构(8)和琴簧式扭矩加载装置(9)，所述安装座(1)的顶部面依次设有舵机、测试座(2)和固定座，舵机的驱动端与插头(3)对应连接，插头(3)转动位于测试座(2)内；所述插头(3)的外缘面设有扇形齿轮(4)，扇形齿轮(4)与从动齿轮(5)对应啮合，从动齿轮(5)对应固定套设在角位移传感器(6)的输入轴上，角位移传感器(6)安装在测试座(2)内；

所述插头(3)的末端与连接方轴(7)的头端对应配合传动插接，连接方轴(7)的轴身设有能够驱动连接方轴(7)轴向移动，且不干扰连接方轴(7)转动的驱动机构(8)；所述连接方轴(7)的尾端与琴簧式扭矩加载装置(9)的输出轴对应传动插接，输出轴设有插孔，且插孔的末端设有能够与连接方轴(7)的尾端对应抵触，以及用于控制舵机是否开始测试工作的感应开关(10)，琴簧式扭矩加载装置(9)的底座与测试座(2)对应固定连接。

2.如权利要求1所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述驱动机构(8)包含双头叉杆(801)和伸缩油缸(803)，且连接方轴(7)的轴身固定套设有定位柱，且定位柱的外缘面设有环槽；所述双头叉杆(801)的头端与环槽对应卡接，双头叉杆(801)的中部杆身设有转销(802)，转销(802)的两端与安装座(1)对应的内壁面相插接，双头叉杆(801)的尾端与伸缩油缸(803)的伸缩端对应铰接，伸缩油缸(803)铰接固定位于在安装座(1)上。

3.如权利要求2所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述测试座(2)内设有用于感应双头叉杆(801)位置的限位开关(11)。

4.如权利要求2所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述双头叉杆(801)头端的两相对面，均设有一个与环槽底面对应抵触的圆台。

5.如权利要求1所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述琴簧式扭矩加载装置(9)的琴簧设为十字形结构。

6.如权利要求1所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述连接方轴(7)的头端设有轴向的长条孔，且插头(3)内设有能够穿过长条孔的销轴(12)。

7.如权利要求1所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述连接方轴(7)的尾端设有用于抵触感应开关(10)的捣杆

8.如权利要求1所述的舵机扭矩测试平台，其特征是：所述插头(3)与测试座(2)之间设有轴承(13)。