一种火箭发动机喷管模拟负载设备的制作方法

本发明涉及航空航天，具体为一种火箭发动机喷管模拟负载设备。

背景技术：

1、伺服机构作为火箭喷管推力矢量控制的关键执行部件，对于火箭的稳定性和精确性具有重要影响。喷管模拟负载设备是评估和验证伺服机构性能的重要工具之一，用于模拟火箭在真实飞行环境中，喷管所承受的各种复杂力学负载，为火箭发动机喷管的设计、优化和测试提供重要支持。

2、随着火箭技术的不断发展，人们对飞行稳定性、精准度和安全性的要求越来越高，火箭发动机喷管模拟负载设备的重要性愈发凸显。传统的模拟负载设备存在模拟范围有限、模拟精度不高以及模拟负载类型不全面等问题。因此，一种火箭发动机喷管模拟负载设备极为重要。

3、1、专利文件cn106043745b公开了一种模拟太阳帆板驱动机构转动惯量负载的设备，上述专利实现了转动惯量的模拟，但上述专利不能实现设备摩擦、惯量、常值小负载结构的大负载模拟功能。

4、2、专利文件cn102323547b公开了一种负载模拟测试设备、测试方法及负载模拟测试控制装置，上述专利实现了传动轴的转动力矩和转动惯量的实时调节，但上述专利不能实现传动齿轮的调节功能。

5、3、专利文件cn106249149b公开了一种发动机模拟负载装置控制系统，上述专利实现了系统的实时性、稳定性和控制精度，但上述专利不能实现传动齿轮的位置检测功能。

6、4、专利文件cn107525676b公开了一种推力矢量发动机燃气舵简易模拟负载及测试装置，上述专利实现了推力矢量发动机燃气舵测试成本的有效降低，但上述专利不能实现传动齿轮的磨损检测功能。

7、综上所述，上述专利不能实现设备摩擦和惯量和常值小负载结构的大负载模拟功能、传动齿轮的调节功能、传动齿轮的位置检测功能、传动齿轮的磨损检测功能，导致负载模拟试验装置的占用空间大、设备的适用性和灵活性不足、齿轮位置失控、设备故障的问题；

8、为此，本技术提出了一种能实现设备摩擦和惯量和常值小负载结构的大负载模拟功能、传动齿轮的调节功能、传动齿轮的位置检测功能、传动齿轮的磨损检测功能火箭发动机喷管模拟负载设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种火箭发动机喷管模拟负载设备，以解决上述背景技术中提出不能实现设备摩擦和惯量和常值小负载结构的大负载模拟功能、传动齿轮的调节功能、传动齿轮的位置检测功能、传动齿轮的磨损检测功能，导致负载模拟试验装置的占用空间大、设备的适用性和灵活性不足、齿轮位置失控、设备故障的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种火箭发动机喷管模拟负载设备，包括台体和齿轮增速模块，所述台体上安装有齿轮增速模块，所述齿轮增速模块用于模拟大负载下的传动情况；

3、所述齿轮增速模块包括：第一转轴、第一齿轮、第二齿轮和第三转轴；

4、所述台体外壁顶部对称固定连接有固定板，所述固定板套装在第一转轴外壁，所述第一转轴外壁固定连接有扭矩传感器，所述扭矩传感器侧壁固定连接有驱动轴，所述驱动轴外壁通过螺栓连接有液压伺服驱动机构，所述驱动轴侧壁固定连接有第二转轴，所述第二转轴外壁套装有固定板，所述第一转轴外壁套装有所述第一齿轮，所述第一齿轮外壁啮合安装有第二齿轮，所述第二齿轮套装在齿轮轴外壁，所述齿轮轴套装在第三转轴外壁，所述第三转轴外壁套装有惯量盘，所述第三转轴两端套装有滑动板，所述第三转轴外壁一侧固定连接有常值力矩传感器，所述常值力矩传感器侧壁固定连接有增速机，所述增速机侧壁固定连接有联轴器，所述联轴器侧壁固定连接有伺服电机，所述联轴器外壁套装有第一连接块，所述第一连接块侧壁固定连接有滑动板，所述伺服电机侧壁固定连接有第一连接块，所述第三转轴外壁一侧固定连接有摩擦力矩传感器，所述摩擦力矩传感器侧壁固定连接有摩擦轴，所述滑动板侧壁固定连接有第二连接块，所述第二连接块内开设有摩擦槽，所述摩擦槽外壁底部等距安装有液压油缸，所述液压油缸顶部固定连接有摩擦片，所述摩擦片位于摩擦轴下方。

5、优选的，所述齿轮轴与滑动板上安装有齿轮调节模块，齿轮检测模块用于第一齿轮与第二齿轮之间的啮合情况；

6、齿轮调节模块包括：调节齿轮、紧固螺栓、第一电机、第一转杆和第一转动齿轮；

7、齿轮轴外壁套装有调节齿轮，调节齿轮侧壁固定连接有第二齿轮，齿轮轴侧壁可拆卸式连接有紧固螺栓，紧固螺栓侧壁可拆卸式连接有第三转轴，滑动板侧壁开设有安装槽，安装槽外壁固定连接有第一电机，第一电机侧壁安装有第一转杆，第一转杆外壁固定连接有第一转动齿轮，固定板顶部开设有调节槽，调节槽套装在滑动板外壁，调节槽侧壁固定连接有第一齿板，第一转动齿轮和第一齿板相啮合。

8、优选的，所述固定板上安装有齿轮检测模块，齿轮检测模块用于检测齿轮之间的啮合情况；

9、齿轮检测模块包括：红外传感器、信号传输线和信号处理器；

10、固定板侧壁固定连接有红外传感器，红外传感器位于第一转轴上方，红外传感器侧壁固定连接在信号传输线一侧，信号传输线另一侧固定连接在信号处理器侧壁，信号处理器通过蓝牙连接有第一电机。

11、优选的，所述第一齿轮和第二齿轮上安装有磨损检测模块，磨损检测模块用于检测第一齿轮和第二齿轮的转动角度，评估齿轮的磨损情况；

12、磨损检测模块包括：第一角度采集仪、第二角度采集仪和角度分析仪；

13、第一齿轮侧壁固定连接有第一角度采集仪，第二齿轮侧壁固定连接有第二角度采集仪，固定板侧壁底部固定连接有角度分析仪，第一角度采集仪和第二角度采集仪通过蓝牙连接有角度分析仪。

14、优选的，所述液压伺服驱动机构底部通过螺栓连接有支撑弹簧板，台体外壁顶部固定连接有第一夹持块，第一夹持块内开设有夹持槽，夹持槽套装在支撑弹簧板外壁，夹持槽外壁固定连接有第二齿板，支撑弹簧板侧壁固定连接有第三齿板，夹持槽内安装有第二电机，第二电机底部固定连接有台体，第二电机顶部安装有第二转杆，第二转杆顶部固定连接有第二转动齿轮，第二转动齿轮与第二齿板相啮合，第二转动齿轮与第三齿板相啮合，台体套装在第一夹持块外壁底部。

15、优选的，所述固定板侧壁固定连接有固定块，固定块内开设有滑动槽，滑动槽外壁底部固定连接有第三电机，第三电机顶部安装有第三转杆，固定块套装在第三转杆外壁顶部，第三转杆外壁套装有移动板，第三转杆与移动板的螺纹相匹配，滑动槽套装在移动板外壁，移动板侧壁固定连接有第二夹持块，第二夹持块内可拆卸式连接有弹性扭杆，第二夹持块侧壁可拆卸式连接有第一固定螺栓，弹性扭杆侧壁固定连接有弹性力矩传感器，弹性力矩传感器侧壁固定连接有第一转轴。

16、优选的，所述等距排列的液压油缸之间通过液压油管连接，液压油缸与比例减压阀通过液压油管连接。

17、优选的，所述惯量盘侧壁可拆卸式连接有惯量块，惯量块侧壁可拆卸式连接有第二固定螺栓，第二固定螺栓侧壁可拆卸式连接有惯量盘。

18、优选的，所述常值力矩传感器固定连接在靠近惯量盘的第三转轴一侧，摩擦力矩传感器固定连接在靠近第一齿轮的第三转轴一侧。

19、优选的，所述红外传感器和信号处理器固定连接在靠近第一齿轮的固定板上。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1.本发明通过安装有齿轮增速模块，实现设备摩擦、惯量、常值小负载结构的大负载模拟功能，解决了因场地受限而无法进行全面测试的问题，降低了测试成本；

22、2.本发明通过安装有齿轮调节模块，实现传动齿轮的调节功能，实现了根据不同的测试需求调整传动比，解决传动齿轮固定传动比导致测试局限性大的问题，提高设备的适用性和灵活性；

23、3.本发明通过安装有齿轮检测模块，实现传动齿轮的位置检测功能，解决齿轮位置不正确导致测试误差和安全隐患问题，提高测试的精确性和安全性；

24、4.本发明通过安装有磨损检测模块，实现传动齿轮的磨损检测功能，解决齿轮磨损发现不及时导致的设备性能下降问题，提高了设备的维护性和可靠性。