一种大推力变推力矢量测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器及其测控领域，特别适合测力仪受到较大载荷或者变载荷时的测试情况。
【背景技术】
[0002]目前，国内外对推力矢量测试主要有多分力试验台和推力矢量测试转台等方案。
[0003]多分力试验台测试原理是利用刚体在空间力系作用下保持平衡的必要条件，通过在三个坐标轴方向上合理布置测力传感器，测出三个坐标方向上的约束反力Fx、Fy、Fz和约束力矩Mx、My、Mz，然后合成总的推力矢量。多分力试验台结构简单，易于实现；一次点火即可求出推力矢量有关参数；适合稳态推力偏心测量。但是六分力试验台架属应变式，其调整精度很大程度上取决于各测力传感器挠性件之间的相互牵连影响程度，且系统频响较低，难以满足推力偏心测量在精度和动态性能方面的要求。
[0004]推力矢量测试转台也可实现对推力矢量的测试，如国内航天科技集团101所拥有的推力矢量测试转台，主要用于双组元姿控发动机推力偏心试验的测试装置。其基本测量原理是将推力矢量测量分解转化为测量沿X轴的轴向推力Fx和绕Z轴的旋转力矩M z，通过旋变机构控制动机沿X轴转角和沿轴向伸缩变化量，进行多次点火后利用测试数据求解力矩方程组即可求得发动机推力偏心参数。该装置可信度较高，但须进行多次脉冲推力偏心测量，属于精密机电设备，结构复杂，成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服上述装置系统频响较低、难以满足精度要求、成本较高等缺欠，设计一种技术性能好，工作可靠，结构紧凑，成本较低，且能实现对大推力变推力矢量测试的专用装置。
[0006]本发明采用的技术方案是:一种大推力变推力矢量测试装置，采用单力源对矢量力的测试，包括上压板、底座、三向压电传感器、紧固螺栓、密封垫片、导线接头和密封圈。底座包括圆盘和其上的正方形凹槽，为一体式结构；正方形凹槽设有中心孔，四个角处距边线一定距离留有4个凸台，四个三向压电传感器分别放置于四个凸台面上；上压板为带有中心孔的方形板，上压板与底座的正方形凹槽配合，密封圈安装于上压板的中心孔内，紧固螺栓经底座的凸台通孔穿入三向压电传感器的中心孔，旋入上压板的螺纹孔内拧紧，三向压电传感器与上压板、底座连接在一起；密封垫片安装于底座的正方形凹槽内，对紧固螺栓进行密封；导线接头旋入底座侧面的螺纹孔内。
[0007]本发明具有的显著效果是:此套装置最大的特点就是采用了四个三向压电传感器以正方形布置的方式分布于装置内部，能够测量出上压板所受的外力以及外力矩。由于四个传感器采用正方形布置结构，且测力仪结构紧凑刚度大，固有频率较高，因此当测力仪受到较大载荷或者变载荷作用时，也能够精确求解出被测推力矢量的各个参数。
【附图说明】
[0008]图1为本发明结构的装配示意图。
[0009]图2为上压板结构图。
[0010]图3a为底座结构仰视图。
[0011]图3b为底座结构俯视图。
[0012]图中:1上压板，2底座，3三向压电传感器，4紧固螺栓，5密封垫片，6导线接头，7外密封圈，8内密封圈，a凸台，b凸台通孔，c外密封圈安装槽，d内密封圈安装槽，e上压板底面，f传感器中心孔，g上压板螺纹孔，h底座凹槽，i螺纹孔。
【具体实施方式】
[0013]结合附图详细说明本发明的具体实施:底座2的四个凸台面a在底座的正方形凹槽中以正方形矩阵方式分布，四个凸台面在同一水平面上，通过精磨和研磨保证它们的高度一致以及表面平整度，凸台面也为正方形，且其大小要大于三向压电传感器3的尺寸使得四个三向压电传感器稳定的固定在测力仪内部，凸台距离底座内壁要有一定距离，便于在三向压电传感器装入时的定位操作；四个通孔b在凸台面的中心处；四个三向压电传感器3放置于四个凸台面上，三向压电传感器的表面经过研磨保证平整度，分别贴合在四个凸台面上，在安装四个三向压电传感器时，要确保三向压电传感器定位准确，方向一致，以保证测试装置的测试精度；外密封圈7及内密封圈8分别安装于上压板的外密封圈安装槽c及内密封圈安装槽d内，用以保证良好的密封性；上压板的底面e经过精磨和研磨保证平整度，压于三向压电传感器的的上表面，同时与密封圈接触，但不压紧；紧固螺栓经底座的凸台通孔b穿入三向压电传感器的中心孔f，旋入上压板的螺纹孔g内拧紧，使得三向压电传感器与上压板、底座连接在一起，注意在拧紧紧固螺栓4时的拧紧程度尽量保持一致，并在施加足够的紧固力时保证在测试中各部件不发生相对滑移；密封垫片5粘接于底座底部的凹槽h内，对紧固螺栓进行密封；导线接头6旋入底座侧面的螺纹孔i内。
[0014]虽然本发明以上述较佳的实施例对本发明做出了详细的描述，但并非用上述实施例限定本发明。本领域的技术人员应当意识到在不脱离本发明所给出的技术特征和范围的情况下，对技术所作的增加、以本领域一些同样内容的替换，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种大推力变推力矢量测试装置，其特征在于，采用单力源对矢量力的测试，该大推力变推力矢量测试装置包括上压板、底座、三向压电传感器、紧固螺栓、密封垫片、导线接头和密封圈；底座包括圆盘和其上的正方形凹槽，为一体式结构；正方形凹槽设有中心孔，四个角处距边线一定距离留有4个凸台，四个三向压电传感器分别放置于四个凸台面上；上压板为带有中心孔的方形板，上压板与底座的正方形凹槽配合，密封圈安装于上压板的中心孔内，紧固螺栓经底座的凸台通孔穿入三向压电传感器的中心孔，旋入上压板的螺纹孔内拧紧，三向压电传感器与上压板、底座连接在一起；密封垫片安装于底座的正方形凹槽内，对紧固螺栓进行密封；导线接头旋入底座侧面的螺纹孔内。2.根据权利要求1所述的大推力变推力矢量测试装置，其特征在于，所述的三向压电传感器的方向一致。
【专利摘要】本发明一种大推力变推力矢量测试装置，属于传感器及其测控领域。采用了四个三向压电传感器以正方形布置的方式分布于装置内部，能够测量出所受的外力以及外力矩。一种大推力变推力矢量测试装置包括上压板、底座、四个三向压电传感器、紧固螺栓、密封垫片、导线接头。其中四个三向压电传感器放置在底座的凸台上，由四个紧固螺栓穿过底座、传感器旋入上压板的螺纹孔内，使它们连接成为一体。该装置结构紧凑，简单，具有高刚度，高精度的特点，当测力仪受到较大载荷或者变载荷的时候，也能够精确求解出被测推力矢量的各个参数。
【IPC分类】G01L1/16, G01L3/00
【公开号】CN105043608
【申请号】CN201510412234
【发明人】贾振元, 张军, 刘首亁, 任宗金, 刘巍, 卢晓红, 马建伟
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月13日