一種基於混聯機構的負載模擬器的製作方法

2023-05-18 00:03:21 2

專利名稱：一種基於混聯機構的負載模擬器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於儀器設備性能測試的基於混聯機構的負載模擬器。
背景技術：
儀器設備在受到複合負載情況下的性能測試是工業領域持久以來的關鍵技術，其在受到複合負載下的性能將極大地影響被測儀器設備的穩定性、可靠性、快速性等。現有的負載模擬器多數集中在單獨彎矩、單獨扭矩的加載，鮮見對儀器設備的彎矩、扭矩、軸向力的複合加載。單獨彎矩、單獨扭矩的加載設備只能對單方向力矩進行加載。

發明內容
本發明的目的是提供一種基於混聯機構的負載模擬器，該模擬器是一種非單一彎矩、扭矩或軸向力加載，而是具有彎矩、扭矩、軸向力複合加載能力的負載模擬器。本發明負載模擬器的3-RPS機構是一種零扭轉機構，並且3-RPS並聯機構具有繞上平臺內兩垂直軸線轉動以及沿著垂直上平臺平面軸線移動3個自由度。在微動的情況下，利用並聯機構的移動，可以為被加載部件軸施加軸向的拉力或者推力；而利用並聯機構的轉動，可以為被加載部件軸施加彎矩。軸向力加載與彎矩加載之間可以實現互相解耦，可以單獨或者複合施加於被加載部件軸上。而3-RPS機構與串聯支鏈之間通過一轉動副相連，串聯支鏈具有六個自由度，3-RPS機構與串聯支鏈之間通過套筒組件(包括串聯組件1中的上端蓋106、套筒107、下端蓋108、A角接觸球軸承109和B角接觸球軸承110)實現扭矩加載與彎矩/軸向力加載的相互解耦。本發明的一種基於混聯機構的負載模擬器，該負載模擬器由串聯組件(1)、A並聯支鏈組件( 、B並聯支鏈組件( 、C並聯支鏈組件(4)和靜平臺組件( 組成；A並聯支鏈組件( 、B並聯支鏈組件( 和C並聯支鏈組件的上端連杆安裝在靜平臺組件(5) 上，A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的下端彈性板安裝在串聯組件(1)的套筒上；串聯組件(1)的電機座安裝在靜平臺組件( 上，串聯組件(1)的套筒與A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的彈性板連接。本發明基於混聯機構的負載模擬器的優點在於①本發明的負載模擬器是一種包含彈性元件的彎矩、軸向力與扭矩的單一或複合加載的設備，這種設備相比於單一彎矩、扭矩、軸向力加載設備適用範圍廣，通用性強；而相對於六維力/力矩加載設備，其加載精度高，減少冗餘自由度。②三個並聯支鏈組件中分別採用一個拉壓力傳感器與球軸承相連，分別測試各並聯支鏈的拉壓力並運用力合成法則計算出末端的彎矩和軸向力；由於拉壓力傳感器精度很高，可得到很高彎矩/軸向力加載精度。③串聯機構中的虎克鉸可達到較高的加工精度，可大幅度減小扭矩控制時的回程誤差；同時，虎克鉸的一端與彈性杆的一端活動連接，也保證了彎矩/軸向力加載時，通過彈性杆的軸向竄動實現彎矩/軸向力加載與扭矩加載的有效解耦。
④由於負載模擬器基於較成熟的並聯機構理論和自動控制理論，使得該模擬器具有良好的可控性、無破壞性、較高的經濟型、全天候性以及操作簡單方便的優點。⑤本發明負載模擬器採用串聯機構與並聯機構構成的混聯機構，大大的減小了佔用的空間，具有結構緊湊，降低製造成本等優點。


圖1是本發明複合加載試驗裝置的結構圖。圖2是本發明串聯組件的結構圖。圖2A是本發明串聯組件的分解圖。圖3是本發明A並聯支鏈組件的結構圖。圖3A是本發明A並聯支鏈組件的分解圖。圖;3B是本發明B並聯支鏈組件的分解圖。圖3C是本發明C並聯支鏈組件的分解圖。圖4是本發明靜平臺的結構圖。圖4A是本發明靜平臺中的A轉動副連接件與A直線驅動件的配合示意圖。圖中1.串聯組件 101.彈性杆 102.加載軸 102A.銷孔段102B.A軸承安裝段 102C.B軸承安裝段 103. A虎克鉸104. B虎克鉸 105.伺服電機 105A.連接板 106.上端蓋107.套筒107A.中心通孔107B.外圓環 107C.三角形連接板17A.A連接端17B. B連接端108.下端蓋109. A角接觸球軸承110. B角接觸球軸承2. A並聯支鏈組件201. A直線驅動件201A.A圓環201B.A通孔203. A拉壓力傳感器204. A球軸承204A. A球窩連接板 205. A彈性板 3. B並聯支鏈組件301. B直線驅動件 301A. B圓環303. B拉壓力傳感器304. B球軸承304A. B球窩連接板305. B彈性板4. C並聯支鏈組件401. C直線驅動件401A. C圓環403. C拉壓力傳感器404. C球軸承404A.C球窩連接板405. C彈性板5.靜平臺組件501.靜平臺501A.下板面502. A轉動副連接件 502A.A銷軸 502B. A支撐板 502C. B支撐板 503. B轉動副連接件503A. B銷軸 504. C 轉動副連接件504A.C銷軸
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。本發明的基於混聯機構的負載模擬器基本構思是3_RPS(3-Revolute-Prismatic -Spherical，譯文為3_轉動副-移動副-球副)機構是一種零扭轉機構，並且3-RPS並聯機構具有繞上平臺內兩垂直軸線轉動以及沿著垂直上平臺平面軸線移動三個自由度。在微動的情況下，利用並聯機構的移動，可以為被加載部件軸施加軸向的拉力或者推力；而利用並聯機構的轉動，可以為被加載部件軸施加彎矩。軸向力加載與彎矩加載之間可以實現互相解耦，可以單獨或者複合施加於被加載部件軸上。而3-RPS機構與串聯支鏈之間通過一轉動副相連，串聯支鏈具有六個自由度，3-RPS機構與串聯支鏈之間通過套筒組件(包括串聯組件1中的上端蓋106、套筒107、下端蓋108、A角接觸球軸承109和B角接觸球軸承110) 實現扭矩加載與彎矩/軸向力加載的相互解耦。參見圖1所示，本發明的一種基於混聯機構的複合加載試驗裝置，該裝置包括有串聯組件1、A並聯支鏈組件2、B並聯支鏈組件3、C並聯支鏈組件4和靜平臺組件5 ；其中， A並聯支鏈組件2、B並聯支鏈組件3與C並聯支鏈組件4的結構相同。(一)串聯組件1參見圖1、圖2、圖2A所示，串聯組件1包括有彈性杆101、加載軸102、A虎克鉸 103,B虎克鉸104、伺服電機105、上端蓋106、套筒107、下端蓋108、A角接觸球軸承109和 B角接觸球軸承110 ；加載軸102為一階梯軸結構，加載軸102從一端至另一端為銷孔段102A、A軸承安裝段102B、B軸承安裝段102C ；套筒107的中部為圓形通孔107A，套筒107外部的上方為外圓環107B，套筒107 外部的下方為三角形連接板107C，三角形連接板107C上的三個連接端分別記為A連接端、 B連接端和C連接端。伺服電機105的機殼通過連接板105A安裝在靜平臺5的下板面50IA上，伺服電機105的輸出軸通過銷釘與銷孔的配合連接在A虎克鉸103的一端上，A虎克鉸103的另一端與彈性杆101的一端活動連接，彈性杆101的另一端通過銷釘與銷孔的配合連接在B 虎克鉸104的一端上，B虎克鉸104的另一端通過銷釘與銷孔的配合與加載軸102的銷孔段102A連接；A虎克鉸103的另一端與彈性杆101的一端的活動連接，構成了一個移動自由度。加載軸102的A軸承安裝段102B上連接有A角接觸球軸承109，加載軸102的B 軸承安裝段102C上連接有B角接觸球軸承110，套接有兩個軸承的加載軸102外部安裝有套筒107，套筒107的上端由上端蓋106密封，套筒107的下端由下端蓋108密封；套筒107的三角形連接板107C的A連接端17A與A並聯支鏈組件2的A彈性板 205的另一端連接；套筒107的三角形連接板107C的B連接端17B與B並聯支鏈組件3的B彈性板 305的另一端連接；套筒107的三角形連接板107C的C連接端(圖2A中未示出)與C並聯支鏈組件 4的C彈性板405的另一端連接。在本發明中，串聯組件1的運動為伺服電機105轉動，通過A虎克鉸103帶動彈性杆101轉動，彈性杆101通過B虎克鉸104帶動加載軸102轉動。在本發明中，串聯組件1中的動力源伺服電機105也可以採用扭矩電機代替。(二)A並聯支鏈組件2參見圖3、圖3A所示，A並聯支鏈組件2包括有A直線驅動件201、A拉壓力傳感器 203、A球軸承204和A彈性板205 ；A直線驅動件201的一端為A圓環201A，該A圓環201A的中心是A通孔201B ；A 直線驅動件201的另一端的端部為螺紋段，該螺紋段連接在A拉壓力傳感器203 —端的螺紋孔內，A拉壓力傳感器203另一端的螺紋孔內安裝有A球軸承204的螺紋段；A球軸承204的A球窩連接板204A連接在A彈性板205的一端，A彈性板205的另一端連接在串聯組件1的套筒107下方的三角形連接板107C的A連接端17A上。在本發明中，A並聯支鏈組件2中的A直線驅動件201可以替換為直線電機、電動缸、液壓缸作為加載的動力源。
參見圖1所示，在本發明中，A並聯支鏈組件2的運動關係為在A直線驅動件201 的驅動下，致使A球軸承204被推動，同時A直線驅動件201的圓環端繞A轉動副連接件 502轉動。(三)B並聯支鏈組件3參見圖1、圖;3B所示，B並聯支鏈組件3包括有B直線驅動件301、B拉壓力傳感器 303、B球軸承304和B彈性板305 ；B直線驅動件301的一端為B圓環301A，該B圓環301A的中心是B通孔(圖
中未示出)；B直線驅動件301的另一端的端部為螺紋段，該螺紋段連接在B拉壓力傳感器 303 一端的螺紋孔內，B拉壓力傳感器303另一端的螺紋孔內安裝有B球軸承304的螺紋段；B球軸承304的B球窩連接板304A連接在B彈性板305的一端，B彈性板305的另一端連接在串聯組件1的套筒107下方的三角形連接板107C的B連接端17B上。在本發明中，B並聯支鏈組件3中的B直線驅動件301可以替換為直線電機、電動缸、液壓缸作為加載的動力源。在本發明中，B並聯支鏈組件3的運動關係為在B直線驅動件301的驅動下，致使B球軸承304被推動，同時B直線驅動件301的圓環端繞B轉動副連接件503轉動。(四)C並聯支鏈組件4參見圖1、圖3C所示，C並聯支鏈組件4包括有C直線驅動件401、C拉壓力傳感器 403、C球軸承404和C彈性板405 ；C直線驅動件401的一端為C圓環401A，該C圓環401A的中心是C通孔(圖3C 中未示出)；C直線驅動件401的另一端的端部為螺紋段，該螺紋段連接在C拉壓力傳感器 403 一端的螺紋孔內，C拉壓力傳感器403另一端的螺紋孔內安裝有C球軸承404的螺紋段； C球軸承404的C球窩連接板404A連接在C彈性板405的一端，C彈性板405的另一端連接在串聯組件1的套筒107下方的三角形連接板107C的C連接端上。在本發明中，C並聯支鏈組件4中的C直線驅動件401可以替換為直線電機、電動缸、液壓缸作為加載的動力源。在本發明中，拉壓力傳感器選用航天科技集團公司第701研究所生產的型號為 BK-2FB-0. 5t 傳感器。在本發明中，A直線驅動件201、B直線驅動件301和C直線驅動件401為相同器件，選取 Kollmorgen 公司生產的 ECT09-B53R03PB-3220-100SJ00XX 型號。在本發明中，C並聯支鏈組件4的運動關係為在C直線驅動件401的驅動下，致使C球軸承404被推動，同時C直線驅動件301的圓環端繞C轉動副連接件504轉動。在本發明中，三個並聯支鏈組件(A並聯支鏈組件2、B並聯支鏈組件3、C並聯支鏈組件4)在各自的運動下進行協調，共同作用完成彎矩/軸向力加載。(五)靜平臺組件5參見圖1、圖4所示，靜平臺組件5包括有靜平臺501、A轉動副連接件502、B轉動副連接件503、C轉動副連接件504 ；其中，A轉動副連接件502、B轉動副連接件503和C轉動副連接件504的結構相同；
A轉動副連接件502、B轉動副連接件503和C轉動副連接件504按照三角形布局方式安裝在靜平臺501的下板面501A上；A轉動副連接件502由A銷軸502A、A支撐板502B和B支撐板502C構成，且A支撐板502B上開有通孔，B支撐板502C上開有通孔；其中，A支撐板502B和B支撐板502C的結構相同；A支撐板502B和B支撐板502C平行安裝在下板面50IA上，並通孔A銷軸502A穿過A支撐板502B和B支撐板502C上各自的通孔；在本發明中，A轉動副連接件502與A並聯支鏈組件2的安裝關係為A並聯支鏈組件2的A直線驅動件201的A圓環20IA置於A支撐板502B和B支撐板502C之間，並由 A銷軸502A的一端順次穿過A支撐板502B上的通孔、A圓環201A上的A通孔201B、B支撐板502C上的通孔後，最後在A銷軸502A的端部連接一螺母。同理可得B轉動副連接件503中B銷軸503A與B並聯支鏈組件3中B直線驅動件301的B圓環端的連接。同理可得C轉動副連接件504中C銷軸504A與C並聯支鏈組件4中C直線驅動件401的C圓環端的連接。本發明負載模擬器的動作為串聯組件伺服電機105轉動，通過A虎克鉸103帶動彈性杆101轉動，彈性杆101 通過B虎克鉸104帶動加載軸102轉動，當被加載設備的輸出軸與加載軸相連時，就將扭矩施加到被加載對象軸上。並聯組件在A並聯支鏈組件2的A直線驅動件201的驅動下，致使A球軸承204 運動，同時A直線驅動件201上端的圓環繞A轉動副連接件502轉動，上述動作聯合作用將力施加到A彈性板205上，A彈性板205與1串聯組件中的套筒107剛性連接，力傳遞到套筒107上；同理，B球軸承304在B並聯支鏈組件3的B直線驅動件301的驅動下運動，同時B直線驅動件301的圓環端繞B轉動副連接件503轉動，上述動作聯合作用將力施加到B 彈性板305上，B彈性板305與套筒107剛性連接，力傳遞到套筒107上；C球軸承404在C 並聯支鏈組件4的C直線驅動件401的驅動下運動，同時C直線驅動件401的圓環端繞C轉動副連接件504轉動，上述動作聯合作用將力施加到C彈性板405上，C彈性板405與套筒 107剛性連接，力傳遞到套筒107上；通過(A並聯支鏈組件2、B並聯支鏈組件3、C並聯支鏈組件4)三個並聯支鏈運動幅度的不同，將會產生單獨或複合的彎矩或軸向力；套筒107 通過A角接觸球軸承109和B角接觸球軸承110將彎矩和軸向力傳遞到加載軸102上，當被加載設備的輸出軸與加載軸102相連時，就會將彎矩和軸向力施加到被加載對象軸上。本發明中的彎矩/軸向力加載方式如下在3-RPS(3-Revolute-Prismatic-Spher ical，譯文為3-轉動副-移動副-球副)機構微動的情況下，機構幾何尺寸基本不變，假定 3彈性板所在平面與初始狀態相同，仍處於水平，由三支鏈上分別裝有的拉壓力傳感器測得各支鏈端點處的受力，解算得到的彎矩/軸向力即認定為模擬器所施加的彎矩/軸向力。本發明中的扭矩加載方式如下採用伺服電機一虎克鉸一彈性杆一虎克鉸一加載軸一被加載設備輸出軸這一支鏈可以單獨的將扭矩施加於被加載部件輸出軸上。扭矩加載與彎矩/軸向力加載的獨立性，即共用同一機架的3-RPS並聯機構與串聯支鏈之間的解耦，是通過套筒組件(包括串聯組件1中的上端蓋106、套筒107、下端蓋108、A角接觸球軸承109和B角接觸球軸承110)實現的，即該組件可以實現在彎矩與扭矩 /軸向力同時加載時，兩者不互相影響。本發明的另一特點為由於六維力傳感器的相互耦合非常嚴重造成傳感器測試精度較差，在彎矩/軸向力加載環節，我們採用3個拉壓力傳感器:A拉壓力傳感器203、B拉壓力傳感器303、C拉壓力傳感器403分別測試各並聯支鏈的拉壓力並運用力合成法則計算出末端的彎矩和軸向力的測試方法；這種方法中由於拉壓力傳感器的線性度、精度等指標均遠高於六維力傳感器，而在微動情況下，機構尺寸的變化又可忽略不計，因此，可得到較高彎矩/軸向力加載精度的設備。本發明中的加載是通過剛性結構與彈性元件結合的方式實現的，即通過彈性元件的彈性變形施加所需的彎矩/扭矩/軸向力，扭矩加載中的彈性環節為彈性杆，彎矩/軸向力加載中的彈性環節為彈性板，彈性環節的加入為大剛性結構的加載提供了可能，同時彈性環節用於加載設備和被加載設備間提供加載緩衝，濾除施加載荷的高頻分量。在本發明的基於混聯機構的複合加載試驗裝置中，蘊含了並聯機構理論、自動控制理論、傳感測試技術等多項先進技術，是一臺典型的機電集成系統。該裝置測試頻帶範圍寬，可以實現不同方向不同類型載荷的複合加載，且具有良好的可控性、無破壞性、全天候以及操作簡單方便，並且相對現場試驗可得到全面完整的試驗參數。
權利要求
1. 一種基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於該負載模擬器由串聯組件(1)、A並聯支鏈組件O)、B並聯支鏈組件(3)、C並聯支鏈組件(4)和靜平臺組件( 組成，其中，A 並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的結構相同；A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的上端連杆安裝在靜平臺組件(5)上， A並聯支鏈組件O)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的下端彈性板安裝在串聯組件(1)的套筒上；串聯組件(1)的電機座安裝在靜平臺組件( 上，串聯組件(1)的套筒與A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件的彈性板連接；串聯組件(1)包括有彈性杆(101)、加載軸(102)、A虎克鉸(103)、B虎克鉸(104)、伺服電機(105)、上端蓋(106)、套筒(107)、下端蓋(108)、A角接觸球軸承(109)和B角接觸球軸承(110)；加載軸(102)為一階梯軸結構，加載軸(102)從一端至另一端為銷孔段(102A)、A軸承安裝段(102B)、B軸承安裝段(102C)；套筒(107)的中部為圓形通孔(107A)，套筒(107)外部的上方為外圓環(107B)，套筒 (107)外部的下方為三角形連接板(107C)，三角形連接板(107C)上的三個連接端分別記為 A連接端(17A)、B連接端(17B)和C連接端；伺服電機(105)的機殼通過連接板(105A)安裝在靜平臺(5)的下板面(501A)上，伺服電機(105)的輸出軸通過銷釘與銷孔的配合連接在A虎克鉸(103)的一端上，A虎克鉸 (103)的另一端與彈性杆(101)的一端活動連接，彈性杆(101)的另一端通過銷釘與銷孔的配合連接在B虎克鉸(104)的一端上，B虎克鉸(104)的另一端通過銷釘與銷孔的配合與加載軸(102)的銷孔段(102A)連接；A虎克鉸(103)的另一端與彈性杆(101)的一端的活動連接，構成了一個移動自由度；加載軸(10 的A軸承安裝段(102B)上套接有A角接觸球軸承(109)，加載軸(102) 的B軸承安裝段(102C)上套接有B角接觸球軸承(110)，套接有兩個軸承的加載軸(102) 外部安裝有套筒(107)，套筒(107)的上端由上端蓋(106)密封，套筒(107)的下端由下端蓋(108)密封；套筒(107)的三角形連接板(107C)的A連接端(17A)與A並聯支鏈組件O)的A彈性板O05)的另一端連接；套筒(107)的三角形連接板(107C)的B連接端(17B)與B並聯支鏈組件(3)的B彈性板(305)的另一端連接；套筒(107)的三角形連接板(107C)的C連接端與C並聯支鏈組件的C彈性板 (405)的另一端連接；A並聯支鏈組件(2)包括有A直線驅動件(201)、A拉壓力傳感器(203)、A球軸承(204) 和A彈性板Q05)；A直線驅動件O01)的一端為A圓環(201A)，該A圓環QO1A)的中心是A通孔QO1B)； A直線驅動件(201)的另一端的端部為螺紋段，該螺紋段連接在A拉壓力傳感器(20 —端的螺紋孔內，A拉壓力傳感器Q03)另一端的螺紋孔內安裝有A球軸承Q04)的螺紋段；A球軸承(204)的A球窩連接板(204A)連接在A彈性板(205)的一端，A彈性板(205) 的另一端連接在串聯組件(1)的套筒(107)下方的三角形連接板107C的A連接端(17A) 上；B並聯支鏈組件C3)包括有B直線驅動件(301)、B拉壓力傳感器(30 、B球軸承(304) 和B彈性板(305)；B直線驅動件(301)的一端為B圓環(301A)，該B圓環的中心是B通孔；B直線驅動件 (301)的另一端的端部為螺紋段，該螺紋段連接在B拉壓力傳感器(30 —端的螺紋孔內， B拉壓力傳感器(30 另一端的螺紋孔內安裝有B球軸承(304)的螺紋段；B球軸承(304)的B球窩連接板(304A)連接在B彈性板(305)的一端，B彈性板(305) 的另一端連接在串聯組件(1)的套筒(107)下方的三角形連接板(107C)的B連接端(17B) 上；C並聯支鏈組件(4)包括有C直線驅動件(401)、C拉壓力傳感器(403)、C球軸承(404) 和C彈性板(405)；C直線驅動件G01)的一端為C圓環G01A)，該C圓環G01A)的中心是C通孔；C直線驅動件G01)的另一端的端部為螺紋段，該螺紋段連接在C拉壓力傳感器(40 —端的螺紋孔內，C拉壓力傳感器(40 另一端的螺紋孔內安裝有C球軸承(404)的螺紋段；C球軸承(404)的C球窩連接板(404A)連接在C彈性板(40 的一端，C彈性板(405) 的另一端連接在串聯組件(1)的套筒(107)下方的三角形連接板(107C)的C連接端上；靜平臺組件( 包括有靜平臺(501)、A轉動副連接件(50 、B轉動副連接件(503)、 C轉動副連接件(504)；其中，A轉動副連接件(502)、B轉動副連接件(50 和C轉動副連接件(504)的結構相同；A轉動副連接件(502)、B轉動副連接件(50 和C轉動副連接件(504)按照三角形布局方式安裝在靜平臺(501)的下板面(501A)上；A轉動副連接件(502)由A銷軸(502A)、A支撐板(502B)和B支撐板(502C)構成，且 A支撐板(502B)上開有通孔，B支撐板(502C)上開有通孔；其中，A支撐板(502B)和B支撐板(502C)的結構相同；A支撐板(502B)和B支撐板(502C)平行安裝在下板面(501A)上，並通孔A銷軸(502A) 穿過A支撐板(502B)和B支撐板(502C)上各自的通孔；A轉動副連接件(502)與A並聯支鏈組件O)的安裝關係為A並聯支鏈組件O)的A 直線驅動件O01)的A圓環Q01A)置於A支撐板(502B)和B支撐板(502C)之間，並由A 銷軸(502A)的一端順次穿過A支撐板(502B)上的通孔、A圓環(201A)上的A通孔(201B)、 B支撐板(502C)上的通孔後，最後在A銷軸(502A)的端部連接一螺母；同理可得B轉動副連接件(503)中B銷軸(503A)與B並聯支鏈組件(3)中B直線驅動件(301)的B圓環端的連接；同理可得C轉動副連接件(504)中C銷軸(504A)與C並聯支鏈組件(4)中C直線驅動件G01)的C圓環端的連接。
2.根據權利要求1所述的基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於串聯組件(1)中的動力源伺服電機(105)也可以採用扭矩電機代替。
3.根據權利要求1所述的基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於A並聯支鏈組件 ⑵中的A直線驅動件O01)可以替換為直線電機、電動缸、液壓缸作為加載的動力源。
4.根據權利要求1所述的基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於B並聯支鏈組件 (3)中的B直線驅動件(301)可以替換為直線電機、電動缸、液壓缸作為加載的動力源。
5.根據權利要求1所述的基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於C並聯支鏈組件 ⑷中的C直線驅動件001)可以替換為直線電機、電動缸、液壓缸作為加載的動力源。
6.根據權利要求1所述的基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於串聯組件(1)中的伺服電機(105)轉動，通過A虎克鉸(103)帶動彈性杆(101)轉動，彈性杆(101)通過B 虎克鉸(104)帶動加載軸(10 轉動，當被加載設備的輸出軸與加載軸相連時，就將扭矩施加到被加載對象軸上。
7.根據權利要求1所述的基於混聯機構的負載模擬器，其特徵在於在A並聯支鏈組件(2)的A直線驅動件O01)的驅動下，致使A球軸承(204)運動，同時A直線驅動件(201) 上端的圓環繞A轉動副連接件(50 轉動，上述動作聯合作用將力施加到A彈性板(205) 上，A彈性板(205)與1串聯組件中的套筒(107)剛性連接，力傳遞到套筒(107)上；同理， B球軸承(304)在B並聯支鏈組件(3)的B直線驅動件(301)的驅動下運動，同時B直線驅動件(301)的圓環端繞B轉動副連接件(50 轉動，上述動作聯合作用將力施加到B彈性板 (305)上，B彈性板(305)與套筒(107)剛性連接，力傳遞到套筒(107)上；C球軸承(404) 在C並聯支鏈組件的C直線驅動件001)的驅動下運動，同時C直線驅動件001)的圓環端繞C轉動副連接件(504)轉動，上述動作聯合作用將力施加到C彈性板(40 上，C 彈性板(405)與套筒(107)剛性連接，力傳遞到套筒(107)上；通過A並聯支鏈組件(2)、B 並聯支鏈組件(3)、C並聯支鏈組件(4)三個並聯支鏈運動幅度的不同，將會產生單獨或複合的彎矩或軸向力；套筒(107)通過A角接觸球軸承(109)和B角接觸球軸承(110)將彎矩和軸向力傳遞到加載軸(10 上，當被加載設備的輸出軸與加載軸(10 相連時，就會將彎矩和軸向力施加到被加載對象軸上。
全文摘要
本發明公開了一種基於混聯機構的負載模擬器，該負載模擬器由串聯組件(1)、A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)、C並聯支鏈組件(4)和靜平臺組件(5)組成；A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的上端連杆安裝在靜平臺組件(5)上，A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的下端彈性板安裝在串聯組件(1)的套筒上；串聯組件(1)的電機座安裝在靜平臺組件(5)上，串聯組件(1)的套筒與A並聯支鏈組件(2)、B並聯支鏈組件(3)和C並聯支鏈組件(4)的彈性板連接。該負載模擬器用於儀器設備的性能測試，這種負載模擬器具有多種方向載荷複合加載的能力，模擬器採用串聯機構與並聯機構混聯實現。
文檔編號G01M13/00GK102175441SQ20111003216
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者于靖軍, 宗光華, 張新華, 李偉, 畢樹生, 王連叢, 裴旭 申請人:北京航空航天大學