本發(fā)明涉及一種伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置及試驗(yàn)方法，屬于伺服機(jī)構(gòu)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

某火箭配套電液伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)，需要進(jìn)行不同方向的振動(dòng)、沖擊、加速度、噪聲等高量級(jí)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)。力學(xué)試驗(yàn)時(shí)，伺服機(jī)構(gòu)在接受外部激勵(lì)的同時(shí)，還需按照控制指令運(yùn)動(dòng)。為保證外部激勵(lì)的準(zhǔn)確性，需要保持伺服機(jī)構(gòu)X、Y或Z方向與激勵(lì)源方向保持一致，減少因其他方向的分解造成的試驗(yàn)誤差。

伺服機(jī)構(gòu)的自重(約100kg)和外形尺寸較大(長(zhǎng)約2000mm)，需要解決其與力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)之間的連接方式，力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)需要X、Y、Z三個(gè)方向，因此伺服機(jī)構(gòu)的安裝方向與實(shí)驗(yàn)臺(tái)環(huán)境試驗(yàn)方向之間應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)快速轉(zhuǎn)換。針對(duì)上面的分析要求，需要設(shè)置一個(gè)裝置，此裝置可以將伺服機(jī)構(gòu)固定在力學(xué)試驗(yàn)臺(tái)上，保證伺服機(jī)構(gòu)某一方向與激勵(lì)源方向一致，進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)；同時(shí)該裝置可以實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu)X-Y和Y-Z方向的變換，從而完成剩下兩個(gè)方向的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題為：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置及試驗(yàn)方法，解決了伺服機(jī)構(gòu)與力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)之間的連接方式，以及伺服機(jī)構(gòu)在力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)時(shí)實(shí)現(xiàn)X-Y和Y-Z方向的快速轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置，包括：支耳螺栓、支耳銷、鍵、鎖緊螺母、右支撐、螺栓銷、隨動(dòng)活塞、限位螺釘、左支撐、底板；

底板中部有安裝孔，兩端有矩形凹槽，通過(guò)安裝螺釘將底板固定在振動(dòng)臺(tái)上，右支撐和左支撐均為倒T形支撐結(jié)構(gòu)，分別固定安裝在所述底板的兩端的矩形凹槽中，左支撐頂部有通孔，隨動(dòng)活塞從左支撐頂部通孔中穿過(guò)，隨動(dòng)活塞的一端安裝有限位螺釘，另一端通過(guò)螺栓銷與伺服機(jī)構(gòu)活塞桿端的支耳銷孔連接，伺服機(jī)構(gòu)工作時(shí)，活塞桿的伸縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)隨動(dòng)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

右支撐的頂部有通孔，在該通孔的內(nèi)壁上有兩個(gè)成°夾角的鍵槽，支耳螺栓上設(shè)置有一個(gè)鍵槽，鍵安裝在支耳螺栓的鍵槽中，支耳螺栓從所述右支撐頂部通孔中穿過(guò)，鍵對(duì)準(zhǔn)右支撐頂部通孔內(nèi)壁的一個(gè)鍵槽中；

支耳螺栓的一端設(shè)置有螺紋，與鎖緊螺母配合，將支耳螺栓緊固在右支撐上，支耳螺栓的另一端通過(guò)支耳銷與伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端的支耳銷孔連接。

所述左支撐和右支撐對(duì)稱分布。

左支撐頂端的通孔與右支撐頂端的通孔同軸。

左支撐和右支撐上均設(shè)置有加強(qiáng)筋。

底板兩端的矩形凹槽的深度相通，對(duì)稱分布。

一種基于伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置實(shí)現(xiàn)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)方法，步驟如下：

(1)調(diào)整支耳螺栓上安裝的鍵的位置，使得鍵對(duì)準(zhǔn)右支撐頂部通孔內(nèi)壁的一個(gè)鍵槽中，用鎖緊螺母鎖緊支耳螺栓；

(2)將伺服機(jī)構(gòu)安裝到支耳螺栓和隨動(dòng)活塞上，使用支耳銷和螺栓銷固定；

(3)通過(guò)螺釘將底板固定到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，從而將整套裝置固定到力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)上，令力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)臺(tái)的激勵(lì)源方向與伺服機(jī)構(gòu)的X方向一致；

(4)進(jìn)行伺服機(jī)構(gòu)X方向和Y方向和Z方向上相應(yīng)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)；

(5)拆下支耳銷，將伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端支耳拆下，松開鎖緊螺母，旋轉(zhuǎn)支耳螺栓方向調(diào)整90°，使支耳螺栓上鍵對(duì)準(zhǔn)右支撐頂部通孔內(nèi)壁的另一個(gè)鍵槽中，實(shí)現(xiàn)Y-Z安裝方向的轉(zhuǎn)換；

(6)重新擰緊鎖緊螺母，通過(guò)支耳銷將支耳螺栓與伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端的支耳銷孔連接，進(jìn)行Z方向環(huán)境試驗(yàn)。

X方向：伺服機(jī)構(gòu)活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向；Y方向：平行于伺服機(jī)構(gòu)上伺服閥安裝面且與活塞桿方向垂直的方向；Z方向：垂直于伺服閥安裝面的方向.

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)解決伺服機(jī)構(gòu)與力學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境平臺(tái)之間的連接問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu)方便可靠的與試驗(yàn)平臺(tái)連接。

(2)隨動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu)在力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以同時(shí)工作檢驗(yàn)伺服機(jī)構(gòu)本身的性能。

(3)當(dāng)試驗(yàn)平臺(tái)只有一個(gè)方向的激勵(lì)源時(shí)，可以快速實(shí)現(xiàn)X-Y和Y-Z方向轉(zhuǎn)換，完成伺服機(jī)構(gòu)三個(gè)方向的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)。

(4)當(dāng)試驗(yàn)平臺(tái)有兩個(gè)方向的激勵(lì)源時(shí)，可以快速實(shí)現(xiàn)X-Y方向轉(zhuǎn)換，完成伺服機(jī)構(gòu)三個(gè)方向的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是安裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是方向變換后的安裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是鍵槽位置和旋轉(zhuǎn)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置。進(jìn)行力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)時(shí)，能夠保證伺服機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中力學(xué)激勵(lì)的量級(jí)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)方向的快速變換。由于其自重輕，降低了對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的要求。此套裝置可以擴(kuò)展應(yīng)用于其他具有類似結(jié)構(gòu)和裝配要求的伺服機(jī)構(gòu)上。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)安裝裝置，包括：支耳螺栓2、支耳銷3、鍵4、鎖緊螺母5、右支撐6、螺栓銷7、隨動(dòng)活塞8、限位螺釘9、左支撐10、底板11；

底板11中部有安裝孔，如圖2中的1所示。兩端有矩形凹槽，通過(guò)螺釘將底板11固定在振動(dòng)臺(tái)上，右支撐6和左支撐10均為倒T形支撐結(jié)構(gòu)，分別固定安裝在所述底板11的兩端的矩形凹槽中，左支撐10頂部有通孔，隨動(dòng)活塞8從左支撐10頂部通孔中穿過(guò)，隨動(dòng)活塞8的一端安裝有限位螺釘9，另一端通過(guò)螺栓銷7與伺服機(jī)構(gòu)活塞桿端的支耳銷孔連接，伺服機(jī)構(gòu)工作時(shí)，活塞桿的伸縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)隨動(dòng)活塞8的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

右支撐6的頂部有通孔，在該通孔的內(nèi)壁上有兩個(gè)成90°夾角的鍵槽，支耳螺栓2上設(shè)置有一個(gè)鍵槽，鍵4安裝在支耳螺栓2的鍵槽中，支耳螺栓2從所述右支撐6頂部通孔中穿過(guò)，鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的一個(gè)鍵槽中；

支耳螺栓2的一端設(shè)置有螺紋，與鎖緊螺母5配合，將支耳螺栓2緊固在右支撐6上，支耳螺栓2的另一端通過(guò)支耳銷3與伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端的支耳銷孔連接。

所述左支撐10和右支撐6對(duì)稱分布。左支撐10頂端的通孔與右支撐6頂端的通孔同軸。底板11兩端的矩形凹槽的深度相通，對(duì)稱分布。這樣能夠保證支耳螺栓2的軸線和隨動(dòng)活塞8的軸向在統(tǒng)一軸向上，從而確保伺服機(jī)構(gòu)裝在整套裝置上之后，不會(huì)產(chǎn)生其他方向的分力。

左支撐10和右支撐6上均設(shè)置有加強(qiáng)筋，伺服機(jī)構(gòu)裝在整套裝置上之后具有較好的剛度，減少對(duì)激勵(lì)源的吸收干擾，同時(shí)不會(huì)使整套裝置重量太高。

伺服機(jī)構(gòu)啟機(jī)在X方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨動(dòng)活塞8在左支撐10內(nèi)孔中跟隨運(yùn)動(dòng)，保證伺服機(jī)構(gòu)沿軸向運(yùn)動(dòng)，限位螺釘9保證伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置。

當(dāng)試驗(yàn)平臺(tái)有兩個(gè)方向的激勵(lì)源時(shí)，支耳螺栓2抽出旋轉(zhuǎn)90°，改變鍵4對(duì)準(zhǔn)的鍵槽位置，右支撐6上具有兩個(gè)90°的鍵槽，可以實(shí)現(xiàn)Y-Z方向快速換向。完成伺服機(jī)構(gòu)三個(gè)方向的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)。

整套試驗(yàn)裝置與力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過(guò)螺釘連接，當(dāng)試驗(yàn)平臺(tái)只有一個(gè)方向的激勵(lì)源時(shí)，可拆下底板11上的安裝螺釘1(圖2)，將底板在力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上水平旋轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)X-Y安裝方向快速換向。支耳螺栓2抽出旋轉(zhuǎn)90°，改變鍵4對(duì)準(zhǔn)的鍵槽位置，右支撐6上具有兩個(gè)90°的鍵槽，可以實(shí)現(xiàn)Y-Z方向快速換向。完成伺服機(jī)構(gòu)三個(gè)方向的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)。

基于上述安裝裝置，本發(fā)明還提供了一種伺服機(jī)構(gòu)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)方法，步驟如下：

1、調(diào)整支耳螺栓2上安裝的鍵4的位置，使得鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的一個(gè)鍵槽中，用鎖緊螺母5鎖緊支耳螺栓2；

2、將伺服機(jī)構(gòu)安裝到支耳螺栓2和隨動(dòng)活塞8上，使用支耳銷3和螺栓銷7固定；

3、通過(guò)螺釘將底板11固定到試驗(yàn)臺(tái)上，從而將整套裝置固定到力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)上，令力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)方向與整套安裝裝置的X方向一致；

4、進(jìn)行伺服機(jī)構(gòu)X方向和Y方向上相應(yīng)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)；

5、拆下支耳銷3，將伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端支耳拆下，松開鎖緊螺母5，旋轉(zhuǎn)支耳螺栓2方向調(diào)整90°，使支耳螺栓2上鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的另一個(gè)鍵槽中，實(shí)現(xiàn)Y-Z安裝方向的轉(zhuǎn)換，如圖3所示；

6、重新擰緊鎖緊螺母5，通過(guò)支耳銷3將支耳螺栓2與伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端的支耳銷孔連接，如圖4所示，進(jìn)行Z方向環(huán)境試驗(yàn)。

定義：

X方向：伺服機(jī)構(gòu)活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向；

Y方向：平行于伺服機(jī)構(gòu)上伺服閥安裝面且與活塞桿方向垂直的方向；

Z方向：垂直于伺服閥安裝面的方向。

該種試驗(yàn)方法合理地使用整套安裝裝置，實(shí)現(xiàn)了伺服機(jī)構(gòu)要求的所有力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的要求，并且方法簡(jiǎn)單，降低了試驗(yàn)難度，提高了試驗(yàn)效率和試驗(yàn)可靠性和可信度。

整套裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，結(jié)合試驗(yàn)方法能夠降低力學(xué)環(huán)境實(shí)現(xiàn)的難度，保證其可靠性和有效性，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)施例：

當(dāng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)的激勵(lì)源只有一個(gè)方向時(shí)：

1、調(diào)整支耳螺栓2上安裝的鍵4的位置，使得鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的一個(gè)鍵槽中，用鎖緊螺母5鎖緊支耳螺栓2；

2、將伺服機(jī)構(gòu)安裝到支耳螺栓2和隨動(dòng)活塞8上，使用支耳銷3和螺栓銷7固定；

3、通過(guò)螺釘將底板11固定到試驗(yàn)臺(tái)上，從而將整套裝置固定到力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)上，令力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)方向與整套安裝裝置的X方向一致；

4、進(jìn)行伺服機(jī)構(gòu)X方向相應(yīng)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)；

5、將底板11的連接螺釘拆下，將整套裝置在力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)臺(tái)上水平旋轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)伺服機(jī)構(gòu)X-Y安裝方向快速，重新使用螺釘將整套試驗(yàn)裝置固定在試驗(yàn)臺(tái)上。進(jìn)行Y方向的環(huán)境試驗(yàn)。

6、拆下支耳銷3，將伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端支耳拆下，松開鎖緊螺母5，旋轉(zhuǎn)支耳螺栓2方向調(diào)整90°，使支耳螺栓2上鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的另一個(gè)鍵槽中，實(shí)現(xiàn)Y-Z安裝方向的轉(zhuǎn)換，如圖3所示；重新擰緊鎖緊螺母5，通過(guò)支耳銷3將支耳螺栓2與伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端的支耳銷孔連接，如圖4所示。完成伺服機(jī)構(gòu)方向轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行Z方向環(huán)境試驗(yàn)。

7、試驗(yàn)完成后，將整套裝置從試驗(yàn)臺(tái)上拆下，然后將伺服機(jī)構(gòu)從試驗(yàn)裝置上拆下。

當(dāng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)的激勵(lì)源有兩個(gè)方向時(shí)：

1、調(diào)整支耳螺栓2上安裝的鍵4的位置，使得鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的一個(gè)鍵槽中，用鎖緊螺母5鎖緊支耳螺栓2；

2、將伺服機(jī)構(gòu)安裝到支耳螺栓2和隨動(dòng)活塞8上，使用支耳銷3和螺栓銷7固定；

3、通過(guò)螺釘將底板11固定到試驗(yàn)臺(tái)上，從而將整套裝置固定到力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)臺(tái)上，令力學(xué)環(huán)境實(shí)驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)方向與整套安裝裝置的X方向一致；

4、進(jìn)行伺服機(jī)構(gòu)X方向和Y方向上相應(yīng)的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)；

5、拆下支耳銷3，將伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端支耳拆下，松開鎖緊螺母5，旋轉(zhuǎn)支耳螺栓2方向調(diào)整90°，使支耳螺栓2上鍵4對(duì)準(zhǔn)右支撐6頂部通孔內(nèi)壁的另一個(gè)鍵槽中，實(shí)現(xiàn)Y-Z安裝方向的轉(zhuǎn)換，如圖3所示；重新擰緊鎖緊螺母5，通過(guò)支耳銷3將支耳螺栓2與伺服機(jī)構(gòu)蓄壓器端的支耳銷孔連接，如圖4所示。完成伺服機(jī)構(gòu)方向轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行Z方向環(huán)境試驗(yàn)。

6、試驗(yàn)完成后，將整套裝置從試驗(yàn)臺(tái)上拆下，然后將伺服機(jī)構(gòu)從試驗(yàn)裝置上拆下。