技术领域
[0001] 本
申请涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种舵机载荷模拟器。
背景技术
[0002] 火箭舵机是保证火箭稳定受控飞行的执行机构，为保证飞行成功，需在地面模拟舵机的各种负载
力矩，并用于研究在这些负载作用下，舵机的静、动态性能，以及舵摆
角与控制指令的关系。
[0003] 为模拟舵机驱动的舵面，载荷模拟器需要连接一较大的
转动惯量，使结构尺寸较大。现有舵机载荷模拟器将每一路载荷模拟器单独做成一个设备。火箭上使用舵机数量多
为4的整数倍，试验时常常需要所有舵机同时测试，使用多台单路载荷模拟器会增加制造成本和占用更多空间。
[0004] 针对相关技术中舵机载荷模拟器同时无法测试多个舵机的问题，相关技术中并未提出有效的技术方案。
发明内容
[0005] 本申请的主要目的在于提供一种舵机载荷模拟器和
飞行器，以解决
现有技术中舵机载荷模拟器同时无法测试多个舵机的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本申请
实施例提供了一种舵机载荷模拟器，该舵机载荷模拟器包括：
基座和N个模拟机构，其中，N为大于1的整数；
[0007] 模拟机构包括
连杆、
摇臂、
转轴、第一
轴承、惯量盘、固定架和扭杆，转轴通过第一轴承安装在基座上，惯量盘固定在转轴的第一端，待测舵机安装在基座的一侧，待测舵机的输出端与连杆的第一端铰接，连杆的第二端与摇臂的一端铰接，摇臂套接固定在转轴上，扭杆的第一端固定在转轴的第二端上，扭杆与转轴同轴设置；固定架的第一端与扭杆固定，基座上设有多个固定
位置，固定架的第二端固定在基座上多个固
定位置中的一个固定位置上；
[0008] N个模拟机构中任意两个模拟机构包括的惯量盘均错位设置。
[0009] 可选地，N的取值为4的整数倍。
[0010] 可选地，N个模拟机构环绕基座对称设置在基座上。
[0011] 可选地，模拟机构还包括轨道；轨道固定在基座上，固定架的第二端固定在轨道上，轨道平行于转轴的轴线。
[0012] 可选地，模拟机构还包括活动架和第二轴承，活动架的下端固定在轨道上，且活动架位于固定架和转轴之间，第二轴承的外壁安装在活动架上，第二轴承的内壁套接在扭杆上。
[0013] 可选地，扭杆为棱形柱杆，固定架上设有用于卡接棱形柱杆的棱形孔，第二轴承的内壁为用于卡接棱形柱杆的棱形孔。
[0014] 可选地，轨道上设有T型槽，T型槽平行于转轴的轴线，活动架的下端和固定架的下端均安装在T型槽上。
[0015] 可选地，模拟机构还包括V形
垫片，V形垫片位于扭杆和固定架包括的棱形孔之间。
[0016] 可选地，模拟机构还包括
联轴器，联轴器的第一端与扭杆的第一端连接，联轴器的第二端与转轴的第二端连接。
[0017] 可选地，转轴的扭转
刚度大于扭杆的扭转刚度。
[0018] 在本申请实施例中，本舵机载荷模拟器通过设置：基座和N个模拟机构；模拟机构包括连杆、摇臂、转轴、第一轴承、惯量盘、固定架和扭杆，转轴通过第一轴承安装在基座上，惯量盘固定在转轴的第一端，待测舵机安装在基座的一侧，待测舵机的输出端与连杆的第
一端铰接，连杆的第二端与摇臂的一端铰接，摇臂套接固定在转轴上，扭杆的第一端固定在转轴的第二端上，扭杆与转轴同轴设置；固定架的第一端与扭杆固定，基座上设有多个固定位置，固定架的第二端固定在基座上多个固定位置中的一个固定位置上；N个模拟机构中任意两个模拟机构包括的惯量盘均错位设置。这样，对于每个模拟器而言，通过调整固定架在基座上连接的不同固定位置，可以调整可进行形变的扭杆长度，从而为本舵机载荷模拟器
提供多个负载力矩，进而实现本舵机载荷模拟器可以具有多个负载力矩梯度的目的，而通
过在基座上设置N个模拟机构，可以实现同时测试多个舵机的目的，进而解决相关技术中舵机载荷模拟器同时无法测试多个舵机的问题。
附图说明
[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020] 图1是根据本申请实施例提供的一种舵机载荷模拟器的结构示意图；
[0021] 图2是根据本申请实施例提供的一种模拟机构的结构示意图；
[0022] 图3是根据本申请实施例提供的一种模拟机构的部分结构示意图。
具体实施方式
[0023] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范
围。
[0024] 需要说明的是，本申请的
说明书和
权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于
覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0025] 在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0026] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0027] 此外，术语“设置”、“连接”、“固定”、“安装”、“插接”、“滑动连接”、“活动连接”、“卡接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0029] 本申请涉及一种舵机载荷模拟器，参见图1至图3，该舵机载荷模拟器包括：
[0030] 基座1和N个模拟机构，其中，N为大于1的整数；
[0031] 模拟机构包括连杆2、摇臂3、转轴4、第一轴承5、惯量盘6、固定架7和扭杆8，转轴4通过第一轴承5安装在基座1上，惯量盘6固定在转轴4的第一端，待测舵机9安装在基座1的一侧，待测舵机9的输出端与连杆2的第一端铰接，连杆2的第二端与摇臂3的一端铰接，摇臂
3套接固定在转轴4上，扭杆8的第一端固定在转轴4的第二端上，扭杆8与转轴4同轴设置；固定架7的第一端与扭杆8固定，基座1上设有多个固定位置，固定架7的第二端固定在基座1上多个固定位置中的一个固定位置上；
[0032] N个模拟机构中任意两个模拟机构包括的惯量盘6均错位设置。
[0033] 其中，对于每个模拟机构，摇臂3和惯量盘6均与转轴4之间固定，即摇臂3和惯量盘6均与转轴4之间不发生相对运动。待测舵机9的输出端输出直线运动，待测舵机9、连杆2、摇臂3和转轴4四组成
曲柄滑
块机构，将待测舵机9的直线运动转化为转轴4的旋转运动。
[0034] 具体的，对于每个模拟机构，通过调整固定架7在基座1上连接的不同固定位置，可以调整可进行形变的扭杆8长度，可以为转轴4提供不同的负载力矩，即为该模拟机构提供多个负载力矩，进而实现该模拟机构，可以具有多个负载力矩梯度的目的。另外，通过惯量盘6可以在待测舵机9的输出端改变运动方向时，转轴4由于受惯量盘6的惯量影响，转轴4可以给予待测舵机9一个载荷，从而实现对该待测舵机9一个承受载荷的检测；而通过在基座1上设置N个模拟机构，可以实现同时测试多个舵机的目的。
[0035] 可选地，转轴4的扭转刚度大于扭杆8的扭转刚度。
[0036] 在本实施例中，转轴4的扭转刚度可以远大于扭杆8的扭转刚度，这样，在本舵机载荷模拟器对多个待测舵机9进行工作过程模拟时，可以视为本舵机载荷模拟器的负载力矩完全由形变的扭杆8提供。
[0037] 在本实施例中，舵机在实际工作时以相同的曲柄连杆2机构驱动舵转动，本舵机载荷模拟器通过转轴4模拟实际工作中的舵轴，在实际工作时舵面与气流
接触时会在舵轴上
产生一个
扭矩，本舵机载荷模拟器通过用扭杆8变形后回复扭矩进行模拟该扭矩；在实际工作时，不同状态下舵面每转一度舵轴上增加的扭矩不一样，而在本舵机载荷模拟器包括的
每个模拟机构中可以通过调节固定架7在基座1上连接的不同固定位置，实现调整可进行形
变的扭杆8长度，来模拟不同状态下舵面每转一度舵轴上增加的扭矩不一样的情况。可选
地，模拟机构还包括联轴器10，联轴器10的第一端与扭杆8的第一端连接，联轴器10的第二端与转轴4的第二端连接。
[0038] 可选地，N的取值可以为4的整数倍。
[0039] 具体的，在火箭等飞行器上使用舵机数量通常为4的整数倍，试验时常常需要所有舵机同时测试，因此，N的取值可以为4的整数倍，例如，N的取值为4、8、12……可选地，N的取值为4。
[0040] 可选地，N个模拟机构环绕基座1对称设置在基座1上。
[0041] 在本实施例中，N个模拟机构环绕基座1对称设置在基座1上，这样，可以将本舵机载荷模拟器的结构设置的更加紧凑，且N个模拟机构中任意两个模拟机构包括的惯量盘6均
错位设置，更加可以节省本舵机载荷模拟器所占用的空间。
[0042] 可选地，模拟机构还包括轨道11；轨道11固定在基座1上，固定架7的第二端固定在轨道11上，轨道11平行于转轴4的轴线。
[0043] 具体的，基座1上多个固定位置即为固定在基座1上轨道11，通过将固定架7在轨道11上移动不同的位置实现固定架7的第二端固定在基座1上多个固定位置中的一个固定位
置上，这样，可以更加方便地将固定架7在基座1上改变连接的位置，进而通过固定架7连接位置的改变调节可形变的扭杆8长度。
[0044] 可选地，模拟机构还包括活动架12和第二轴承，活动架12的下端固定在轨道11上，且活动架12位于固定架7和转轴4之间，第二轴承的外壁安装在活动架12上，第二轴承的内壁套接在扭杆8上。
[0045] 具体的，该活动架12位于固定架7和转轴4之间，并通过第二轴承连接该扭杆8，而该活动架12可以对扭杆8的径向进行限定，这样，可以防止扭杆8太长时发生晃动或沿径向
弯曲，而通过第二轴承的设置可以达到不限制扭杆8的转动
自由度的效果。
[0046] 可选地，扭杆8为棱形柱杆，固定架7上设有用于卡接棱形柱杆的棱形孔，第二轴承的内壁为用于卡接棱形柱杆的棱形孔。
[0047] 具体的，当扭杆8为棱形柱杆，固定架7上设有用于卡接棱形柱杆的棱形孔，这样，便于通过固定架7对扭杆8进行固定，扭杆8在固定架7上的部分与固定架7不会发生转动。而第二轴承的内壁为用于卡接棱形柱杆的棱形孔，这样，也便于第二轴承的
内圈与扭杆8贴合固定。
[0048] 可选地，轨道11上设有T型槽，T型槽平行于转轴4的轴线，活动架12的下端和固定架7的下端均安装在T型槽上。
[0049] 具体的，该轨道11采用T型槽，这样，便于活动架12和固定架7卡接在轨道11上；进一步的，该轨道11包括两个T型槽，两个T型槽分位于固定架7的两侧，这样，轨道11可以更加稳定对活动架12和固定架7进行
支撑。
[0050] 可选地，模拟机构还包括V形垫片13，V形垫片13位于扭杆8和固定架7包括的棱形孔之间。
[0051] 在本实施例中，为了增加每个模拟机构模拟的不同扭转梯度，可以通过不同截面尺寸的扭杆8实现，例如，扭杆8的截面为正方形，截面边长可以为15mm，实现模拟7-20Nm/°的扭转梯度，或者，截面边长可以为11.5mm，模拟5-7Nm/°的扭转梯度；这样，为了便于将截面不同的扭杆8均可以连接在固定架7上，可以通过设置不同厚度的V形垫片13在固定架7与
扭杆8之间。同时，截面不同的扭杆8均可以连接在活动架12上，可以通过设置不同厚度的V形垫片13在第二轴承的内壁与扭杆8之间。
[0052] 可选地，该舵机载荷模拟器还包括用于检测转轴4旋转的角度
传感器，角度传感器安装在转轴4靠近惯量盘6的一端。这样，可以通过设置角度传感器来检测转轴4旋转的角
度。
[0053] 可选地，还包括
支架14，支架14固定在基座1上，每个模拟机构包括的惯量盘6均连接在该支架14上，以便于支架14对惯量盘6进行固定，以及惯量盘6在支架14上进行旋转。
[0054] 具体的，基座1包括立柱101、N个固定座102和N个舵机安装座103，N个固定座102和N个舵机安装座103之间一一对应，N个模拟机构包括的轨道11环绕固定在立柱101上，每个模拟机构第一轴承5安装在对应的固定座102，每个舵机安装座103的固定在对应的固定座
102上，每个待测舵机9安装固定在对应的舵机安装座103上。
[0055] 可选地，惯量盘6可以包括两个半圆61，两个半圆61之间可拆卸连接，且两个半圆61均固定在转轴4上。
[0056] 具体的，因为转轴4的一端要安装角度传感器，为避免每次更换惯量盘6时，都要将该角度传感器从转轴4上拆下，因此，将惯量盘6设置为两个半圆61通过可拆卸方式进行连接的结构。
[0057] 需要说明的是，本舵机载荷模拟器中不同的模拟机构包括的惯量盘6可以不同，本领域的技术人员可以实际情况具体设置惯量盘6是否采用两个半圆61通过可拆卸方式进行
连接的结构。
[0058] 在本申请实施例中，本舵机载荷模拟器通过设置：基座1和N个模拟机构；模拟机构包括连杆2、摇臂3、转轴4、第一轴承5、惯量盘6、固定架7和扭杆8，转轴4通过第一轴承5安装在基座1上，惯量盘6固定在转轴4的第一端，待测舵机9安装在基座1的一侧，待测舵机9的输出端与连杆2的第一端铰接，连杆2的第二端与摇臂3的一端铰接，摇臂3套接固定在转轴4上，扭杆8的第一端固定在转轴4的第二端上，扭杆8与转轴4同轴设置；固定架7的第一端与扭杆8固定，基座1上设有多个固定位置，固定架7的第二端固定在基座1上多个固定位置中
的一个固定位置上；N个模拟机构中任意两个模拟机构包括的惯量盘6均错位设置。这样，对于每个模拟器而言，通过调整固定架7在基座1上连接的不同固定位置，可以调整可进行形
变的扭杆8长度，从而为本舵机载荷模拟器提供多个负载力矩，进而实现本舵机载荷模拟器可以具有多个负载力矩梯度的目的，而通过在基座1上设置N个模拟机构，可以实现同时测
试多个舵机的目的，进而解决相关技术中舵机载荷模拟器同时无法测试多个舵机的问题。
[0059] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
