[发明专利]一种弹性直线负载模拟装置

摘要

本发明属于航天器控制技术领域，具体涉及一种弹性直线负载模拟装置。本发明采用摇臂固定在扭杆一段的方法可以将直线舵机输出的力转化为扭矩，迫使杆发生扭转变形；在舵机行程相对摇臂长度很小时，舵机的输出力方向可以近似为直线；杆的扭转变形角度与所受扭矩的大小成正比关系，舵机的输出力近似为摇臂旋转角度与摇臂长度的乘积，而摇臂长度固定，因此舵机的输出力可近似为与舵机伸长量成正比关系。

主权项

1.一种弹性直线负载模拟装置，其特征在于：/n该装置包括：底板、滑块、前支架、压板、扭杆、摇臂支架、摇臂、大轴承挡盖、小轴承挡盖、舵机支架；/n底板为三角形刚板，作为整个装置的平台；前支架、摇臂支架、滑块通过螺钉固定于底板上；用螺钉从底面穿过底板旋入滑块底部的螺纹孔中将滑块固定在底板上；/n滑块带有T型槽，用以安装舵机支架，安装舵机支架的螺钉钉头在T型槽内滑动，螺钉的螺纹处安装有螺母，拧紧螺母将舵机支架固定在滑块上；/n前支架用于夹紧扭杆；/n压板用于将扭杆压紧在前支架上；/n扭杆是截面为正方形的钢杆，其自身的变形产生扭转力矩；其一端固定在前支架上，并用压板压紧，另一端穿进摇臂上的方形孔中，随着摇臂旋转；/n摇臂支架用螺钉固定在底板上，用于支撑摇臂；/n摇臂通过轴承安装在摇臂支架上，绕轴承中心旋转；/n大轴承挡盖将轴承外圈固定于摇臂支架上；/n小轴承挡盖将轴承内圈固定在摇臂上；/n舵机支架用于支撑直线舵机的尾端，通过连杆销与直线舵机尾部铰点连接，舵机支架通过螺栓固定在滑块上；/n直线舵机通过自身后端的铰耳与舵机支架铰接，通过前段的铰耳与摇臂铰接；舵机伸长时推动摇臂旋转，摇臂带动扭杆绕着扭杆中心旋转，扭杆发生扭转变形，扭杆的变形产生的扭矩为舵机提供弹性直线压力；舵机收缩时，摇臂带动扭杆向反方向扭转，为舵机提供弹性直线拉力；/n舵机支架的位置相对滑块前后调节，以保证能够安装不同初始长度的舵机；/n施加在直线舵机上的直线压力大小的计算方式如下：/n /n其中：k是直线舵机是伸长量；/nl₁是摇臂上从固定摇臂的轴承中心到摇臂上与直线舵机铰接孔中心的长度；/nl₂是扭杆的有效扭转长度；/nG是扭杆材料的切变模量；/nb是扭杆4的截面边长；/n施加在直线舵机上的直线拉力大小的计算方式如下：/n /n其中：k是直线舵机是缩短量；/nl₁是摇臂上从固定摇臂的轴承中心到摇臂上与直线舵机铰接孔中心的长度；/nl₂是扭杆的有效扭转长度；/nG是扭杆材料的切变模量；/nb是扭杆4的截面边长。/n