大行程旋转作动器的复合负载模拟系统的制作方法

本发明涉及旋转作动器试验设备，具体地，涉及一种大行程旋转作动器的复合负载模拟系统。

背景技术：

1、旋转作动器广泛应用于航空航天等领域，例如用于驱动舵面、翼面或舱门等机构。为保证其在服役条件下的可靠性，通常需在地面试验中对其输出端施加模拟负载，以考核作动器的运动性能与承载能力，作动器在实际服役中所承受的负载通常同时包含气动负载与惯量负载两部分，因而地面试验需要对二者进行复合模拟。

2、目前，旋转作动器的常见测试方式为：将旋转作动器固定于试验台，驱动其输出轴按设定轨迹转动；与此同时，通过加载缸及传力结构向输出轴施加作用力，以模拟气动负载；部分方案还会在输出轴上直接安装惯量盘等部件，使作动器在转动过程中带动该惯量部件一起运动，从而模拟转动惯量。

3、然而，对于大行程旋转作动器，试验中需要其输出轴完成大转角乃至多圈转动，上述测试方式难以适应。一方面，仅施加气动负载的方案未能计入惯量负载，所模拟的负载与实际服役工况存在差异；另一方面，将惯量部件直接安装于输出轴上的方案，虽能够引入惯量负载，但要求惯量部件随输出轴一同完成大转角乃至多圈转动，并由此带来以下问题：其一，惯量部件自身支承处的摩擦等附加阻力会一并计入被试作动器的负载，干扰负载模拟的准确性；其二，较大质量的惯量部件随输出轴长时间多圈运转，给试验安全带来隐患。

技术实现思路

1、为此，本发明提出一种大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，以较好地同时模拟气动负载与惯量负载，并改善惯量模拟与大转角转动之间的适应性。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，包括支架及设于所述支架上的旋转作动器，还包括：

4、气动负载模拟组件，包括直线动力输出单元和传力单元，所述直线动力输出单元设于所述支架上，且所述直线动力输出单元的输出端经所述传力单元与所述旋转作动器的输出轴连接，以向所述旋转作动器的输出轴施加气动负载；

5、惯量负载模拟组件，包括传动单元、惯量减速机和惯量加载件；所述惯量减速机设于所述支架上，所述惯量减速机的输入轴经所述传动单元与所述旋转作动器的输出轴连接，所述惯量加载件设于所述惯量减速机的输出轴上；所述旋转作动器的输出轴的转动经所述惯量减速机减速后带动所述惯量加载件转动。

6、进一步的，所述传力单元包括齿条和第一齿轮，所述齿条与所述直线动力输出单元的输出端连接，所述第一齿轮固定套设在所述旋转作动器的输出轴上，并与所述齿条啮合。

7、进一步的，所述传动单元包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述惯量减速机的输入轴同轴传动连接，并与所述齿条啮合。

8、进一步的，所述传动单元还包括齿轮轴和联轴器，所述第二齿轮固定套设在所述齿轮轴上，所述齿轮轴经所述联轴器与所述惯量减速机的输入轴同轴连接。

9、进一步的，所述支架上固设有平行且间隔布置的两个安装座，所述齿条位于两所述安装座之间，所述齿条上沿其长度方向间隔设有两个齿条限位块，两所述齿条限位块能够分别与所述安装座在所述齿条长度方向上的两端抵接，以限制所述齿条的双向移动。

10、进一步的，所述齿条的侧壁上固设有磁栅尺；其中一个所述安装座上固设有磁栅尺读头，所述磁栅尺读头与所述磁栅尺相对设置，以检测所述齿条的移动行程。

11、进一步的，所述支架上固设有至少一个滑块，所述齿条的底面上固设有直线滑轨，所述直线滑轨与所述滑块滑动配合。

12、进一步的，所述惯量加载件包括摇臂和至少一个质量块；所述摇臂的一端固定套设在所述惯量减速机的输出轴上，所述质量块可拆卸地设于所述摇臂的另一端上。

13、进一步的，所述支架上设有轴承座，所述惯量减速机的输出轴转动支撑在所述轴承座上，所述摇臂上固设有摇臂限位块，所述轴承座位于所述摇臂限位块的转动路径上，所述摇臂限位块能够转动至与所述轴承座相抵，以限制所述摇臂的转动角度。

14、进一步的，还包括设于所述支架上的传感器减速机和传感器，所述传感器减速机的输入轴与所述惯量减速机的输入轴同轴且固定连接，所述传感器的测量端与所述传感器减速机的输出轴传动连接，以测量所述旋转作动器的输出轴的角速度或角位移。

15、本发明的工作原理及有益效果为：

16、本发明提供的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，通过直线动力输出单元经传力单元向旋转作动器的输出轴施加气动负载；同时，旋转作动器输出轴的转动经传动单元传入惯量减速机，并经减速后带动设于惯量减速机输出轴上的惯量加载件转动，从而形成惯量负载。与现有技术相比，本发明能够在大行程转动条件下同时模拟气动负载与惯量负载；且惯量加载件经惯量减速机减速后转动，而不随作动器输出轴同步大行程转动，有利于提高复合负载模拟的准确性。

1.一种大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，包括支架及设于所述支架上的旋转作动器，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述传力单元包括齿条和第一齿轮，所述齿条与所述直线动力输出单元的输出端连接，所述第一齿轮固定套设在所述旋转作动器的输出轴上，并与所述齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述传动单元包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述惯量减速机的输入轴同轴传动连接，并与所述齿条啮合。

4.根据权利要求3所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述传动单元还包括齿轮轴和联轴器，所述第二齿轮固定套设在所述齿轮轴上，所述齿轮轴经所述联轴器与所述惯量减速机的输入轴同轴连接。

5.根据权利要求2所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述支架上固设有平行且间隔布置的两个安装座，所述齿条位于两所述安装座之间，所述齿条上沿其长度方向间隔设有两个齿条限位块，两所述齿条限位块能够分别与所述安装座在所述齿条长度方向上的两端抵接，以限制所述齿条的双向移动。

6.根据权利要求5所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述齿条的侧壁上固设有磁栅尺；其中一个所述安装座上固设有磁栅尺读头，所述磁栅尺读头与所述磁栅尺相对设置，以检测所述齿条的移动行程。

7.根据权利要求2所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述支架上固设有至少一个滑块，所述齿条的底面上固设有直线滑轨，所述直线滑轨与所述滑块滑动配合。

8.根据权利要求1所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述惯量加载件包括摇臂和至少一个质量块；所述摇臂的一端固定套设在所述惯量减速机的输出轴上，所述质量块可拆卸地设于所述摇臂的另一端上。

9.根据权利要求8所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，所述支架上设有轴承座，所述惯量减速机的输出轴转动支撑在所述轴承座上，所述摇臂上固设有摇臂限位块，所述轴承座位于所述摇臂限位块的转动路径上，所述摇臂限位块能够转动至与所述轴承座相抵，以限制所述摇臂的转动角度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的大行程旋转作动器的复合负载模拟系统，其特征在于，还包括设于所述支架上的传感器减速机和传感器，所述传感器减速机的输入轴与所述惯量减速机的输入轴同轴且固定连接，所述传感器的测量端与所述传感器减速机的输出轴传动连接，以测量所述旋转作动器的输出轴的角速度或角位移。