[实用新型]一种反作用飞轮扭矩测试装置

说明书

一种反作用飞轮扭矩测试装置，包括供气系统、机械台体和控制箱，所述机械台体包括高精度气浮主轴，电阻应变式测量系统及锁紧装置。高精度气浮主轴通过主轴套固定在台体外壳上，电阻应变式测量系统一端通过压配固定在高精度气浮主轴下止推板上，另一端通过涨紧套固定在隔板上，所述电阻应变式测量系统包括两段钢制轴、弹性轴及两组互成直角的电阻应变片，弹性轴通过压配与两段钢制轴固定，两组互成直角的电阻应变片分别胶粘在弹性轴两条互成180°的轴线和中部圆周线上，所述锁紧装置包括2个定位销、2个锁紧固定块，定位销在锁紧固定块内上下运动实现闭锁/解锁功能。该装置结构简单、测量精度高、响应快，可用于反作用飞轮正反向动态扭矩测试。

技术领域

本发明属于计量测试领域，尤其涉及一种反作用飞轮扭矩测试装置。

背景技术

太空中的卫星通过反作用飞轮产生的扭矩实现姿态控制，因此在地面上要对反作用飞轮输出扭矩进行精确测量。目前国内科研院所对反作用飞轮扭矩测试进行了研究，专利CN200810137335.2《飞轮反作用力矩测试装置》，该发明利用反作用力矩使力矩器的定转子之间发生相对转动，并通过在转子线圈上施加可控电流，使力矩器的定转子保持相对静止。该发明对反作用力矩进行扰动追踪，需要复杂的闭环控制系统，且对制作力矩器提出更高要求。专利CN201521054101.3《一种瞬态微小力矩测试装置》，该发明将扭矩测量转换成力的测量，通过事先标定出力臂的长度，将测量的力与标定力臂的长度相乘从而获得扭矩，由于力臂与力传感器非刚性连接因此反作用飞轮正反测试扭矩会导致力臂杆与力传感器产生碰撞冲击，同时气缸气体刚性差采用气缸不能牢靠锁紧设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、高精度正反向扭矩测试及锁紧牢靠的反作用飞轮扭矩测试装置。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案包括供气系统、机械台体和控制箱。所述机械台体包括高精度气浮主轴、电阻应变式测量系统和锁紧装置，高精度气浮主轴通过主轴套固定在台体外壳上，高精度气浮主轴能承受径向和双向轴向力，电阻应变式测量系统一端通过压配固定在高精度气浮主轴的下止推板上，另一端通过涨紧套固定在隔板上，隔板通过螺钉固定在台体外壳上。所述电阻应变式测量系统包括两段钢制轴、弹性轴和两组互成直角的电阻应变片，弹性轴通过焊接与两段钢制轴连接，两组互成直角的电阻应变片分别胶粘在弹性轴两条互成180°的轴线和中部圆周线上，电阻应变片将弹性轴的扭转变形转化成应变信号输出，通过解算盒将应变信号转换成扭矩值。所述锁紧装置包括2个定位销，2个锁紧固定块，2个锁紧固定块安装在气浮主轴上止推板上，通过定位销在锁紧固定块内上下运动使定位销从台体外壳中插入和拔出从而达到闭锁/解锁的功能。

为了提高装置测试效果弹性轴优选材质铍青铜，高精度气浮主轴优选包括芯轴、上止推板、下止推板、主轴套、喷嘴、密封圈及外罩的结构形式，

本发明通过解算盒将电阻应变片测量到的应变值转换成扭矩值，两组互成直角的电阻应变片组成全桥电路可以消除轴向力、弯矩及温度对测试结果的影响。与现有技术相比本实用新型能对正反扭矩进行测试且提高了测试的灵敏度同时降低了对机械装配和测试温度的要求。

附图说明

图1是本装置的系统结构示意图

图2是机械台体局部剖结构示意图

图3是高精度气浮主轴全剖结构示意图

图4是电阻应变式测量系统结构示意图

图5是电阻应变片弹性轴展开结构示意图

图中：10供气系统，11机械台体，12控制箱，1台体外壳，2高精度气浮主轴，3电阻应变式测量系统，4解算盒，5隔板，6锁紧装置，7调平螺栓，8涨紧套，2-1芯轴，2-2上止推板，2-3下止推板，2-4主轴套，2-5喷嘴，2-6密封圈，2-7外罩，3-1钢制轴，3-2弹性轴，3-3电阻应变片，6-1定位销，6-2锁紧固定块