[发明专利]一种弧线电机驱动的负载模拟器

说明书

本发明涉及一种弧线电机驱动的负载模拟器，属于飞行器半实物仿真实验领域，解决了现有负载模拟器需要齿轮、丝杠等复杂的中间传动环节，导致结构复杂、容易引入间隙、摩擦、死区等非线性环节及柔性扰动等问题。本发明的负载模拟器的电机定子呈弧形，电机动子与电机定子之间通过导向装置连接，且电机动子能够沿电机定子的弧线方向运动；扭矩传感器固定安装在电机动子上，且扭矩传感器与飞行器舵轴连接，通过电机动子对飞行器舵轴直接施加扭矩。本发明的负载模拟器省略了复杂的传动机构，将负载模拟器产生的负载力矩直接作用在飞行器舵轴上，降低了引入非线性环节、柔性等扰动的几率和影响，提高了系统传动效率和施加力矩的准确性。

技术领域

本发明涉及负载模拟器技术领域，尤其涉及一种弧线电机驱动的负载模拟器。

背景技术

负载模拟器被广泛应用于飞行器舵机的性能测试和半实物仿真过程中，用以模拟加载舵机输出轴所承受的气动力矩载荷谱。

当前的负载模拟器驱动形式主要有液压和电动两种。电动加载执行机构含齿轮或丝杠等若干减速机构，将旋转电动机产生的转矩经减速机构传导后作用在舵机输出轴上。

电动负载模拟器中由于传动环节，导致结构复杂、容易引入间隙、摩擦、死区等非线性环节及柔性扰动等问题；由于，电动负载模拟器传动结构复杂，导致装配、维护和调试困难，可靠性降低；齿轮、丝杠等复杂的中间传动环节不可避免地引入一些间隙、摩擦、死区等非线性环节及柔性等扰动，导致系统加载性能下降。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种弧线电机驱动的负载模拟器，用以解决现有负载模拟器需要齿轮、丝杠等复杂的中间传动环节，导致结构复杂、容易引入间隙、摩擦、死区等非线性环节及柔性扰动等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种弧线电机驱动的负载模拟器，包括：电机定子、电机动子、导向装置和扭矩传感器；电机定子呈弧形，电机动子与电机定子之间通过导向装置连接，且电机动子能够沿电机定子的弧线方向运动；扭矩传感器固定安装在电机动子上，且扭矩传感器与飞行器舵轴连接；电机动子对飞行器舵轴施加扭矩。

进一步地，电机定子为多个并列排布的钕铁硼永磁体定子。

进一步地，负载模拟器还包括基座，电机定子设置在基座的基座弧形表面上。

进一步地，电机定子呈圆弧形排布，且电机定子的中心轴与电机动子的转动轴同轴。

进一步地，导向装置包括：弧形导轨和滚轮组件；弧形导轨设置在基座的两侧或一侧；滚轮组件与电机动子固定连接，且滚轮组件能够沿弧形导轨移动。

进一步地，滚轮组件包括：滚轮支架和滚轮；滚轮支架与电机动子固定连接；且滚轮固定安装在滚轮支架上。

进一步地，在基座每侧设置至少两组滚轮组件；每组滚轮组件上设置至少两个滚轮；滚轮设置在弧形导轨的上下两侧。

进一步地，负载模拟器还包括用于测定电机动子和电机定子之间相对位置的位置传感器。

进一步地，位置传感器包括：磁栅尺和磁栅尺读数头。

进一步地，磁栅尺固定安装在基座的基座弧形表面上；磁栅尺读数头固定安装在电机动子上。

与现有技术相比，本发明提供的的技术方案至少具有如下有益效果之一：

1.本发明提出一种由弧线电机直接向舵机输出轴提供加载力矩的负载模拟器结构形式。减少了复杂的传动环节，本发明中的负载模拟器结构形式简单，各个部件之间均通过卡合或者螺钉固定，便于装配、维护和调试。