[发明专利]一种气动式反操纵负载模拟器及其模拟方法

说明书

本发明涉及一种气动式反操纵负载模拟器及其模拟方法，属于负载模拟技术领域，解决了现有反操纵负载模拟器元器件多、工作寿命短、控制复杂、加载精度低、体积大的问题。本发明的气动式反操纵负载模拟器包括：气缸组件、偏心轴、转接轴组件和伺服机构。气缸组件的输出端连杆通过吊耳与偏心轴转动连接，偏心轴能够在气缸组件的带动下绕伺服机构输出轴轴线旋转，偏心轴通过转接轴组件与伺服机构的输出轴连接，气缸带动偏心轴旋转时，能够通过偏心轴和转接轴组件对伺服机构的输出轴施加反操纵负载，结构简单，操控精度。

技术领域

本发明涉及负载模拟技术领域，尤其涉及一种气动式反操纵负载模拟器及其模拟方法。

背景技术

飞行器伺服机构在飞行过程中容易受到反操纵影响，不利于飞行器的稳定控制，反操纵即为负载反向带动伺服机构运转的现象。为验证伺服机构抗反操纵的能力，需要在地面通过反操纵负载模拟器模拟飞行过程中的反操纵条件。

反操纵负载模拟器通过转接轴与伺服机构连接，通过调节负载为伺服机构提供满足要求的加载梯度。

根据负载方式的不同，反操纵负载模拟器一般有电动式和电液式两种。

电动式负载模拟器电子元器件较多，工作寿命短，控制复杂，加载精度低；电液式负载模拟器存在液压回路等易损件，体积偏大，造价较高，且初始负载较大，不利于小型伺服机构的测试。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种气动式反操纵负载模拟器及其模拟方法，用以解决现有反操纵负载模拟器元器件较多，工作寿命短，控制复杂，加载精度低、体积偏大，造价较高，且初始负载较大，不利于小型伺服机构的测试的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种气动式反操纵负载模拟器，包括：气缸组件、连杆、偏心轴、转接轴组件、伺服机构和输出轴；

气缸组件能够驱动连杆输出位移；

连杆与偏心轴转动连接，偏心轴通过转接轴组件与伺服机构的输出轴固定连接；偏心轴的轴线与输出轴的轴线平行且具有偏心距；

连杆、偏心轴和输出轴组成曲柄滑块机构；气缸组件通过连杆带动偏心轴旋转。

进一步地，转接轴组件的轴线与输出轴的轴线重合。

进一步地，连杆通过吊耳与偏心轴转动连接。

进一步地，连杆与吊耳固定连接，吊耳与偏心轴通过关节轴承连接。

进一步地，转接轴组件包括：第一转接轴、扭矩传感器和第二转接轴。

进一步地，第一转接轴与偏心轴固定连接；第二转接轴与输出轴固定连接；扭矩传感器的两端分别固定连接第一转接轴和第二转接轴。

进一步地，扭矩传感器与第一转接轴通过第二联轴器固定连接，扭矩传感器与第二转接轴通过第一联轴器固定连接。

进一步地，气缸组件包括：气缸缸体、连杆、活塞和气缸端盖；活塞设置在气缸缸体中，并将气缸缸体分隔为第一腔体和第二腔体；活塞上下移动时，能够带动连杆伸缩。

进一步地，气缸组件通过气源进行供气，气源能够与第一腔体或第二腔体连通。

一种反操纵负载模拟方法，采用气动式反操纵负载模拟器进行反操纵负载模拟；包括以下步骤：

步骤S1：伺服机构带动输出轴旋转，输出轴通过转接轴组件带动偏心轴旋转；

步骤S2：通过气源向气缸组件中充气，连杆伸缩运动；

步骤S3：连杆带动偏心轴旋转；连杆施加到偏心轴的扭矩方向与输出轴的旋转方向相同，模拟反操纵负载。