[实用新型]一种气动伺服加载平台结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气动伺服加载平台结构。

背景技术

舵机是机电控制系统中一种重要的执行机构，广泛应用于航空航天、船舶等系统中。在航空航天应用领域，舵机用于调整飞行器的俯仰、偏航、滚转等姿态。在舵机成功应用于飞行器之前，要对舵机进行带载测试(也叫半实物仿真)。一般情况下，对舵机的带载测试采用电液伺服加载测试的方法。但有一种特殊的舵机其运行时间短，运行速度高，对于这种舵机的加载测试如果采用电液伺服加载的方式,由于油液弹性模量很大，舵机瞬间运动时，加载马达的被动流量很大，无法及时排出，油液压缩就会造成巨大的多余力。其数值将远大于给定的加载力，甚至可能破坏整个加载系统和舵机系统；如果采用电动伺服加载方式，由于力矩电机转子的转动惯量通常较大，在舵机高速运动过程中，电机无法驱动其转子达到与高速运动舵机相同的速度和加速度，转子将被舵机拖动，转子惯性力和反电动势造成的阻尼力之和就是多余力，超出加载力。通过以上分析，不难得出电液和电动负载模拟器都不适合高速运动舵机加载的结论。

由于高速运动舵机利用高压气体驱动，负载对其驱动能力有较大影响，因此必须对其带载性能进行严格的测试，尤其是其在带载工况下的工作可靠性。在早期的高速运动舵机的测试中一般是通过加恒定压强负载或打靶等破坏性实验来实现。加恒定压强无法复现出舵机在实际工况中的真实性，而打靶实验其成本又比较高。如果能有一种替代实物破坏性实验，并具备较高精度和可重复性的模拟装置能够模拟出高速运动舵机在实际工作中受到的各种载荷，将具有很强的使用价值。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种能为高速运动舵机进行加载测试,并可实现不同量程，不同形式的加载测试，还可重复和在线调试；体积小、重量小，系统功耗小的气动伺服加载平台结构。

本实用新型目的的实现方式为，一种气动伺服加载平台结构，由气源系统、舵机系统、加载部件、控制系统构成，各系统间通过管道或导线连接；舵机系统的加载台体半径可调；加载台体有接加载部件的四个通道，每一个通道的加载部件实现对一个舵面的加载；

所述加载部件的可调惯量盘通过连接器依次与位置传感器、力矩传感器、气动马达连接，气动马达上装有比例伺服阀；

所述舵机系统的舵机、气动马达的位置传感器分别接比例伺服阀；舵机、气动马达的比例伺服阀通过减压阀、过滤器、干燥机接气罐；舵机、气动马达的力矩传感器相连；

加载控制器协同上下位机控制气源系统、控制系统；控制系统有上位机、下位机和飞控计算机，上位机通过串口与气源控制器相连；下位机有网卡、并行通讯模块、96路I/O模块、4+4路D/A模块、12路D/A模块，有接频谱仪的通用输出接口，伺服驱动通过伺服驱动电路接下位机，频谱仪、力矩传感器、位置传感器输入通过传感器调理电路接下位机。

本实用新型与传动的弹簧钢板加载方式相比，可以实现不同量程，不同形式的加载测试，并且可重复和在线调试；与实物破坏性实验相比，节约成本，舵机可重复使用；与电液伺服加载方式相比，有利于构成柔性驱动机构和实现高速运动，较大的压缩性可以在很大程度上吸收掉因舵机高速和高加速造成的多余力,且具有过载保护的作用。而相对于电动加载方案来说，气动加载的功率密度相对较大，转子惯量相对小，不会产生很大的惯性多余力。另外气动加载可以采用高压储气罐配合小排量、小功率的空压机的结构形式，具有体积小、重量小，系统功耗小等优点，适用于加载测试。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图，

图2是加载部件结构示意图，

图3是气动伺服加载测试控制系统结构图，

图4是气动伺服加载装置原理图。

具体实施方式

本实用新型由气源系统、舵机系统、加载部件、控制系统构成，各系统间通过 管道或导线连接。

下面参照附图详述本实用新型。

参照图1，本实用新型由气源系统1、舵机系统2、加载部件3、控制系统4构成，各系统间通过管道或导线连接。舵机系统2的加载台体半径可调，能够适应于不同半径的舵机。加载台体有接加载部件3的四个通道，每一个通道的加载部件实现对一个舵面的加载。

参照图2，所述加载部件的可调惯量盘5通过连接器8依次与位置传感器6、力矩传感器7、气动马达10连接，气动马达10上装有比例伺服阀9。