一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置的制作方法

本发明涉及力学试验技术领域，特别是涉及一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置。

背景技术：

目前，对于载人航天舱，为了保证其可以胜任各种条件，需要对其内安装的移动脚限位器进行静力载荷试验，以测试载人航天舱内安装产品的承受静力载荷的能力，从而获取承载能力数据，为产品的设计、研发、定型提供支撑。

其中，对于载人航天舱内安装的移动脚限位器，其上部具有柔性的布带，通常需要对该柔性的布带加载扭矩，以让移动脚限位器生产厂家进一步检测移动脚限位器在被加载扭矩的情况下，是否会发生变形或损坏的问题。

对于现有的扭矩加载装置，其通常仅仅是直接对移动脚限位器上部具有的柔性的布带进行扭矩的加载，而加载具体形式是一根铁棒穿过布带来施加扭矩，在施加扭矩过程中发现布带与铁棒之间会出现打滑现象，导致力加载点和力加载方向的移动，从而导致载荷加载不准确，加载困难。

因此，目前迫切需要开发出一种装置，其可以安全、可靠地对移动脚限位器上部具有柔性的布带施加扭矩，有效解决对布带施加扭矩时出现的力加载点和力加载方向移动的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置，其可以安全、可靠地对移动脚限位器上部具有柔性的布带施加扭矩，有效解决对布带施加扭矩时出现的力加载点和力加载方向移动的问题，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置，包括主支撑架，所述主支撑架的顶部下方设置有一个布带固定转接块；

所述布带固定转接块的底部与需要加载扭矩的移动脚限位器上部的布带固定连接在一起；

所述主支撑架的顶部中心位置开有一个圆形的通孔，所述通孔中设置有一个用于传递外部施加扭矩的扭矩传递结构，所述扭矩传递结构的下部与所述布带固定转接块的顶部固定连接，所述扭矩传递结构与一个横向分布的作动器相联动连接。

其中，所述扭矩传递结构的上部与一个圆盘的底面相连接；

所述圆盘的四周外壁套有一圈加载绳，所述加载绳具有向所述圆盘外部延伸的部分，所述加载绳具有向所述圆盘外部延伸的部分与所述作动器相连接。

其中，所述作动器的液压输出杆通过一个测力传感器与所述加载绳具有向所述圆盘外部延伸的部分相连接。

其中，所述测力传感器与所述加载绳具有向所述圆盘外部延伸的部分相卡接。

其中，所述主支撑架优选为“几”字形的支撑架。

其中，所述作动器安装在一个垂直设置的作动器固定支架的侧壁上；

所述主支撑架和作动器固定支架设置在一个工作台的顶部。

其中，所述作动器为液压作动器，所述液压作动器与一个液压源相连接。

其中，所述扭矩传递结构具体包括传动轴、上圆柱滚子锥轴承和下圆柱滚子锥轴承；

所述传动轴垂直放置，所述上圆柱滚子锥轴承和下圆柱滚子锥轴承分别套在所述传动轴的上下两端；

所述传动轴的上部贯穿所述上圆柱滚子锥轴承、一个轴承压板中心位置的第二中心孔后与所述圆盘中心位置的第一中心孔相固定连接，所述传动轴的下部贯穿所述下圆柱滚子锥轴承后与所述布带固定转接块顶部中心位置的第三中心孔相固定连接；

所述轴承压板的底部与所述主支撑架的顶部固定连接。

其中，所述上圆柱滚子锥轴承和下圆柱滚子锥轴承的形状、大小，与所述主支撑架顶部的通孔的形状、大小相对应匹配。

其中，所述移动脚限位器的下部贯穿插入有一根托杆；

所述主支撑架的左侧内壁和右侧内壁在与所述托杆相对应的位置分布开有一条托杆卡紧槽，所述托杆的左右两端分别与所述两个托杆卡紧槽相螺纹固定连接。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提出了一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置，其可以安全、可靠地对移动脚限位器上部具有柔性的布带施加扭矩，有效解决对布带施加扭矩时出现的力加载点和力加载方向移动的问题，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置在对移动脚限位器上布带进行扭矩加载时的连接状态立体示意图；

图2为本发明提供的一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置在对移动脚限位器上布带进行扭矩加载时的一种立体结构分解示意图；

图中，1为移动脚限位器，2为作动器，3为测力传感器，4为传动轴；

40为轴承压板，41为上圆柱滚子锥轴承，42为下圆柱滚子锥轴承；

5为布带固定转接块，6为加载绳，7为托杆，8为作动器固定支架，9为主支撑架，10为圆盘；

11为布带，12为工作台，90为通孔，91为托杆卡紧槽；

100为第一中心孔，400为第二中心孔，500为第三中心孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。参见图1、图2，本发明提供的一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置，其主要用于安全、可靠地对移动脚限位器上部具有柔性的布带施加扭矩，有效解决对布带施加扭矩时出现的力加载点和力加载方向移动的问题。

本发明提供的动脚限位器上布带的扭矩加载装置，具体包括主支撑架9，所述主支撑架9的顶部下方设置有一个布带固定转接块5；

所述布带固定转接块5的底部与需要加载扭矩的移动脚限位器1上部的布带11固定连接在一起；

所述主支撑架9的顶部中心位置开有一个圆形的通孔90，所述通孔90中设置有一个用于传递外部施加(具体为通过作动器施加)扭矩的扭矩传递结构，所述扭矩传递结构的下部与所述布带固定转接块5的顶部固定连接，所述扭矩传递结构的上部与一个圆盘10的底面相连接；

所述圆盘10的四周外壁套有一圈加载绳6(优选为钢丝绳)，所述加载绳6具有向所述圆盘10外部延伸的部分，所述加载绳6具有向所述圆盘10外部延伸的部分与一个横向分布的作动器2相连接。

在本发明中，需要说明的是，所述圆盘10有两个作用，第一个作用就是将扭矩力转化为直线加载的力，第二作用就是由扭矩等于作用力乘以力臂可知，在圆盘直径即力臂确定即后，改变加载力的大小就可以实现扭矩的加载。

在本发明中，需要说明的是，所述作动器2是液压执行机构，其作用是能把来自液压源的液压能转换为机械能，提供静力载荷加载。具体实现上，可使用长春机械科学研究院有限公司生产的ml16型号的静压轴向伺服作动器，额定载荷为16kn，标准位移为400mm。

在本发明中，具体实现上，所述作动器2的液压输出杆通过一个测力传感器3与所述加载绳6具有向所述圆盘10外部延伸的部分相连接；

需要说明的是，所述测力传感器3同时具有转接头的功能。

在本发明中，所述测力传感器3中的传感器具体可以使用上海天贺自动化仪表有限公司的s型lcs-s7测力传感器，额定量程为20kn。需要说明的是，测力传感器是由多个能在受力后产生形变的弹性体和能感应这个形变量的电阻应变片组成的电桥电路组成的测力仪器，其作用是将力转换为正比于作用力大小的电信号，实时反馈加载载荷的大小。

具体实现上，所述测力传感器3与所述加载绳6具有向所述圆盘10外部延伸的部分相卡接。

在本发明中，具体实现上，所述主支撑架9优选为“几”字形的支撑架。

在本发明中，具体实现上，所述作动器2安装在一个垂直设置的作动器固定支架8的侧壁上(例如为图1所示的作动器固定支架8的左侧壁上)。

在本发明中，具体实现上，所述主支撑架9和作动器固定支架8设置在一个工作台12的顶部。

在本发明中，为了能够传递外部施加(具体为通过作动器施加)的扭矩，所述扭矩传递结构具体包括传动轴4、上圆柱滚子锥轴承41和下圆柱滚子锥轴承42；

所述传动轴4垂直放置，所述上圆柱滚子锥轴承41和下圆柱滚子锥轴承42分别套在所述传动轴4的上下两端(具体为过盈配合连接)；

所述传动轴4的上部贯穿所述上圆柱滚子锥轴承41、一个轴承压板40中心位置的第二中心孔400后与所述圆盘10中心位置的第一中心孔100相固定连接(例如为插接)，所述传动轴4的下部贯穿所述下圆柱滚子锥轴承42后与所述布带固定转接块5顶部中心位置的第三中心孔500相固定连接(例如为插接)；

所述轴承压板40的底部与所述主支撑架9的顶部固定连接。

具体实现上，所述圆盘10中心位置的第一中心孔100为一个内六角孔，所述传动轴4的上部为一个与该第一中心孔100相互配合的外六角圆柱。

具体实现上，所述布带固定转接块5顶部中心位置的第三中心孔500也为一个内六角孔，所述传动轴4的下部为一个与该第三中心孔500相互配合的外六角圆柱。

需要说明的是，所述上圆柱滚子锥轴承41和下圆柱滚子锥轴承42的形状、大小，与所述主支撑架9顶部的通孔90的形状、大小相对应匹配，从而使得所述扭矩传递结构可以被所述主支撑架9支撑、托住。

在本发明中，具体实现上，所述移动脚限位器1的下部贯穿插入有一根托杆7；

所述主支撑架9的左侧内壁和右侧内壁在与所述托杆7相对应的位置分布开有一条托杆卡紧槽91，所述托杆7的左右两端分别与所述两个托杆卡紧槽91相螺纹固定连接。

在本发明中，具体实现上，所述作动器2优选为液压作动器，所述液压作动器与一个液压源相连接，所述液压源用于为所述液压作动器提供稳定的动能，优选为能够提供稳定压力与流量的液压源。

需要说明的是，对于本发明，是一套锥轴承圆盘加载结构，其中两个圆柱滚子锥轴承41和42给传动轴4即提供刚性支持，又约束传动轴4其他5个自由度，释放其轴向转动，只用以专递扭矩，可以解决移动脚限位器上部的柔性的布带被扭矩加载时，布带上的力加载点和力加载方向发生移动的问题，本发明通过作动器收缩带动所述扭矩传递结构转动，进而带动与作为扭矩施加对象的移动脚限位器上部的布带，使得扭矩施加在布带上，最终实现柔性布带的扭矩可靠加载。

为了更加清楚理解本发明，下面就本发明的工作方式进行说明：

首先，作动器2的液压输出杆通过测力传感器3以及加载绳6与圆盘10连接；

接着，由于传动轴4的上部为一个与圆盘10中间的内六角孔相互配合的外六角圆柱，传动轴4的下部为一个与布带固定于转接工装中间内六角孔相配合的外六角圆柱，按照图2中各部件的相对位置，传动轴4的上半部分和下半部分分别装入上圆柱滚子锥轴承41和下圆柱滚子锥轴承42；

接着，将传动轴4的下半部分连同上圆柱滚子锥轴承41和下圆柱滚子锥轴承42一起，安装在主支撑架9顶部中心位置的通孔90内；

然后，使传动轴4上部穿过所述轴承压板40中心位置的第二中心孔400，通过螺钉将该轴承压板40固定在主支撑架9的顶部；

然后，将圆盘10通过中心位置的第一中心孔100(一个内六角孔)和传动轴上部(具体为一个外六角圆柱)相连接；

然后，将布带固定转接块5固定连接所述布带11，具体为：所述布带固定转接块5优选为一个通过四颗螺钉连接在一起的三层钢板，用这三层钢板夹紧布带11；

然后，利用螺钉将托杆7安装在主支撑架9左侧内壁和右侧内壁的托杆卡紧槽91上；

然后，将移动脚限位器1下部通过u型槽与托杆7连接锁死；

最后，在液压源的驱动下，通过驱动作动器2回拉，加载绳6收紧，带动圆盘10进行逆时针转动，圆盘10通过其中心位置处的第一中心孔100(即一个内六角孔)带动传动轴4转动，传动轴4通过与其下部连接的布带固定转接块5，进一步带动移动脚限位器1上部的柔性的布带11转动，进而完成布带11上扭矩的加载，从而实现本发明的目的。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种移动脚限位器上布带的扭矩加载装置，其可以安全、可靠地对移动脚限位器上部具有柔性的布带施加扭矩，有效解决对布带施加扭矩时出现的力加载点和力加载方向移动的问题，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。