[实用新型]一种恒力机构

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种恒力加载机构，尤其涉及一种主动补偿式的恒力机构。

背景技术

恒力加载机构在卷纸、热力发电、材料试验、航天设备等领域中应用广泛，其能直接影响到设备的安全性、可靠性。尤其是在航天领域，通过恒力机构提供微低重力补偿来验证航天器性能，是经常采用的地面验证方式。传统的重力补偿提供方式有配重平衡、气浮、水浮、悬吊法等，其中悬吊法重力模拟有主动补偿与被动补偿两种方式，主动式补偿较为少见。本发明创造设计出一种用于主动式恒力机构，用于大负载、高精度恒力提供。

发明内容

本发明创造要解决的问题是为了实现主动式恒力精确保持，提供一种恒力机构，用于实现的恒力大负载、高精度加载。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种恒力机构，包括：安装于安装座4之上且依次连接的由一大电机提供扭矩输出动力的大电机轴系1、包括一扭簧的扭簧组件3和由一小电机提供扭矩输出动力的小电机轴系2；

大、小两个电机轴系的扭矩输出部的顶端相对且分别固连于扭簧组件3两端；

小电机轴系的扭矩输出部还套有一与其联动旋转的圆筒状缠绕部；

一恒力索，其一端固接于缠绕部且在其外圆周上缠绕收放，另一端沿缠绕部切向引出连接负载。

以上为本发明创造的核心，其原理为在恒力补偿过程中，对象拉力的稳态部分保持不变，瞬态部分拉力为受到干扰导致小幅波动。而本方案的恒力机构，大电机轴系提供粗略力控制，提供主恒力（大承载稳态拉力），大小电机间采用扭簧过渡传递扭矩，为恒力结构提供较低的弹性系数，协同控制恒力，小电机轴系提供精确力控制，抑制波动干扰，避免了单个电机同时承担大承载与高精确指标，由双电机恒力协同控制，从而同时实现大承载、高精确要求。

附图说明

图1是本发明创造的一种实施例的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图，对本发明创造做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明创造提供了一种实施例的结构形式，在本实施例中，恒力机构主要包括大电机轴系1、小电机轴系2、扭簧组件3、安装座组件4、恒力索5组成，大小两个电机轴系面对面布置,恒力索布置于小电机轴系扭矩输出部，大、小电机间采用扭簧31过渡传递扭矩，协同控制恒力，其中大电机11提供粗略力控制，提供主恒力，小电机21提供精确力控制，抑制波动干扰。

其中，大电机轴系1是恒力机构的主负载的承担单元。该轴系包括大电机11、抱闸12、减速器13。在本实施例中，减速器作为大电机轴系扭矩输出部的主要部件，大电机的输出轴穿过抱闸12后与减速器13输入端连接，减速器13输出端连接扭簧组件连接端。

小电机轴系是恒力机构的负载输出单元，主要承担干扰负载，用于恒力精确力控制。该轴系由一小电机21提供扭矩输出动力，在本实施例中，由一滚珠花键轴副22作为扭矩输出部，滚珠花键轴副的花键轴一端连接小电机的输出轴，另一端连接扭簧组件连接端。所述的圆筒状缠绕部23可以是由滚珠花键轴副的花键套直接承担，即将其外周制成等径的圆，也可以在花键套上再套设一滚筒。

恒力索为恒力机构输出单元，一端与负载连接，一端与缠绕部23固连，恒力索一部分缠绕于缠绕部23上，另一部分沿缠绕部23切向引出承担负载，可通过缠绕部23旋转实现自身收放功能。优选的，为更便于缠绕收放恒力索，缠绕部23表面加工有螺旋凹槽24。由于缠绕部23半径恒定，恒力索的恒力输出可转化为为对恒定转矩控制。

优选的，恒力索还可串联一拉力传感器作为控制系统反馈。

扭簧组件3包括扭簧31和与两个连接端32，连接端32一端用于扭簧安装，另一端用于与对应的轴系连接。扭簧组件3作为大小电机扭矩的中间过渡环节，大电机主扭矩经轴系传递到扭簧连接端后，扭簧受载发生扭转，将扭矩传递到小电机轴系。

安装座组件4包括一安装座，安装座上通过轴承（411、412、413）支撑起大、小电机轴系，安装座下部还可固连一底板或底架（图中未示），作为整个结构的安装基体支撑。

本实施例中的恒力机构，由于使用双电机系统控制，使用时需逐步加载，具体步骤如下：

1、大、小电机轴系上电，小电机轴系2先不进行主动工作，而是随动，大电机1闭环，控制旋转调整缠绕部将恒力索缠绕长度至合理范围，然后抱闸锁紧大电机轴系，等待加载；

2、恒力索加载负载，负载经过缠绕部、小电机轴系后传递到扭簧组件，扭簧组件连接大电机轴系一端被抱闸锁紧，扭簧受载扭转承担负载；