一种航天产品的弹簧式扭矩加载装置

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种航天产品的弹簧式扭矩加载装置。

背景技术

目前，航天产品在使用前处于折叠状态，在使用时航天产品展开到位，提供飞行所需的气动力。但是航天产品在地面展开试验过程中，如果想对其施加扭矩载荷，只能通过风洞实现。风洞试验费用高、试验台少、试验周期长。在要求研制周期短、费用低的产品上，如果采用风洞对航天产品进行检测，无法满足周期短、费用低的要求，造成产品无法按时交付。

公开号为CN103979119A的中国发明专利公开了一种高机动飞机机翼扭矩载荷的实测方法，步骤如下：一，通过机翼有限元计算分析，确定机翼气动载荷对机翼扭矩载荷影响的敏感结构或部位；二，采用敏感扭矩电桥布片方案，扭矩电桥组合技术，实现机翼各剖面的扭矩载荷测试系统；三，依据气动载荷对机翼扭矩载荷影响的敏感结构或部位，进行扭矩载荷的地面校准试验，通过地面校准试验获得外载荷与这些电桥应变计信号的转换关系；四，进行飞行载荷实测飞行试验，得到的飞行中电桥的应变计信号得到机翼各剖面的扭矩载荷。在实测中通过增加电桥布片等校正测试值，但是该方法是针对飞机整体完成组装后进行的实验，不适合单个零件的测试。

公开号为CN109632240B的中国发明专利公开了一种折叠舵展开过程中的舵面测力天平，应用于导弹折叠舵展开风洞试验中的舵面动态测力。天平采用整体式结构，包括舵面连接端、传力梁、扭杆连接端和测量梁。根据舵面受力特性和外形要求，设计天平为单分量扭矩天平，且其外形与安装扭杆的扭头一致。由于空间限制，该天平设计非对称布局的两根梁来传递扭矩，其中一根梁为测量梁，另一根梁为传力梁，两根梁的截面尺寸和长度不同，优选了两根梁的尺寸，既保证了测量梁的变形和刚度又保证乐传力梁的传递效率和强度，两者的变形满足变形协调一致的条件使天平的性能在最佳状态。但是该装置不适用于本航天产品的受力测试。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种航天产品的弹簧式扭矩加载装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种航天产品的弹簧式扭矩加载装置，包括设置有若干螺纹孔的底板，在底板上固定有支架，沿着与支架在同一条水平线处设置有限位钩，且以支架为起点，沿着该水平线的垂直线方向固定有航天产品；

所述支架的一侧固定有力臂板，力臂板通过拉簧与限位钩连接，支架的另一侧固定有转接轴，航天产品的转动轴与转接轴连接；

所述力臂板与转接轴通过螺钉固定实现力臂板与转接轴的同步转动，在力臂板中心处形成扭矩载荷，该载荷通过转接轴传递给航天产品，当航天产品展开时，该载荷模拟展开受到的阻力。

优选的，所述支架包括支撑底板和垂直设置在支撑底板上的矩形板，在矩形板上开设有孔洞，支撑底板通过螺钉固定在底板上。

优选的，所述力臂板为一块水滴状的异形板，在异形板的尖部端垂直设置有小圆柱，在异形板的另一端设置有大圆柱。

优选的，所述支架的矩形板孔洞内上下端分别设置有轴承，力臂板的大圆柱嵌入支架矩形板开设的孔洞内与之间隙配合。

优选的，所述转接轴包括底盘和与底盘一体化连接的轴，转接轴的底盘通过螺钉固定在力臂板的大圆柱上，且转接轴的轴中心线与力臂板的转动中心线在同一条水平线上。

优选的，所述拉簧的两端设置有挂钩，挂钩上分别连接有钢丝，一端的钢丝连接在力臂板的小圆柱上，另一端的钢丝与限位钩连接。

优选的，所述航天产品通过底板上的螺纹孔安装在底板上，航天产品的转动轴与转接轴连接。

优选的，所述拉簧、支架、航天产品的位置构成一个直角，拉簧拉力与所需扭矩载荷大小成正比。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：该装置通过结构简单制造成本低的弹簧模拟扭矩载荷，可有效降低航天产品的研制周期和节省研制费用；结构简单，扭矩调节方便，维护性能好，弹簧作为提供扭矩的主要零件，当其拉力可根据所需扭矩载荷大小随时调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中航天产品的弹簧式扭矩加载装置的剖视图；

图2为本发明中航天产品的弹簧式扭矩加载装置的安装示意图；

图3为图2“A”处的内部放大图；

图中，1-底板；2-支架；3-限位钩；4-航天产品；5-力臂板；6-转接轴；7-拉簧；8-轴承；9-钢丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

当前航天产品在使用前处于折叠状态，在使用时展开到位，提供飞行所需的气动力，现利用弹簧设计一种对航天产品在地面展开试验过程中的扭矩加载装置，以解决航天产品在研制过程中研制周期长、费用高的问题。

参照图1-图3，本发明提供了一种用于航天产品施加扭矩载荷的装置，包括底板1、支架2、力臂板5、轴承8、转接轴6、拉簧7、钢丝9、限位钩3等。

航天产品4通过底板1上的螺纹孔安装在底板1上，航天产品4转动轴的一端与装置的转接轴6相连。支架2和限位钩3安装在底板1上；力臂板5、轴承8和转接轴6安装在支架2上，力臂板5与转接轴6通过螺钉固定实现力臂板5与转接轴6的同步转动；拉簧7两端连接钢丝，钢丝一端与力臂板5连接，另一端与限位钩3连接。

支架2包括支撑底板和垂直设置在支撑底板上的矩形板，在矩形板上开设有孔洞，支撑底板通过螺钉固定在底板2上。力臂板5为一块水滴状的异形板，在异形板的尖部端垂直设置有小圆柱，在异形板的另一端设置有大圆柱。支架2的矩形板孔洞内上下端分别设置有轴承8，力臂板5的大圆柱嵌入支架2矩形板开设的孔洞内与之间隙配合。转接轴6包括底盘和与底盘一体化连接的轴，转接轴6的底盘通过螺钉固定在力臂板5的大圆柱上，且转接轴6的轴中心线与力臂板5的转动中心线在同一条水平线上。拉簧7、支架2、航天产品5的位置构成一个直角，拉簧7拉力与所需扭矩载荷大小成正比。可根据实验所需阻力更换拉簧7。

工作原理，按图1和图2安装好的装置，此时航天产品4处于折叠状态，拉簧7具有一定的伸长量，根据扭矩＝力×力臂的原理，在力臂板5中心处形成扭矩载荷。该载荷通过转接轴6传递给航天产品4，当航天产品4在展开时，可用该载荷模拟展开的阻力，扭矩载荷。

该装置通过结构简单制造成本低的弹簧模拟扭矩载荷，可有效降低航天产品的研制周期和节省研制费用。扭矩调节方便，维护性能好，弹簧作为提供扭矩的主要零件，当其拉力可根据所需扭矩载荷大小随时调节。

以上对本发明所提供的一种航天产品的弹簧式扭矩加载装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构及工作原理进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。