姿控发动机矢量推力原位校准装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105547585A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201511031447.6(22)申请日2015.12.31(71)申请人西安航天动力试验技术研究所地址710100陕西省西安市长安区宇航街18号(72)发明人李广会冷海峰周晶刘丽宁王宏亮李志勋黄鹏辉田健江(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人张倩(51)Int.Cl.G01L25/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称姿控发动机矢量推力原位校准装置(57)摘要本发明涉及姿控发动机矢量推力原位校准装置，包括标准矢量力力源、加载机构、矢量力测量单元、数据采集单元以及数据处理单元，标准矢量力力源用于根据执行要求产生并控制9个标准力作用在加载机构上；加载机构用于固定待校准的矢量力传感器；矢量力测量单元用于对待测矢量力传感器输出的电压信号的进行采集并存储至数据处理模块；数据处理模块用于接收来自标准矢量力力源的加载结果和矢量力测量单元的测量结果，并进行存储对，后通过计算获取待校准矢量力传感器的校准系数。姿控发动机矢量推力原位校准装置可在2Pa高模环境下远程自动校准，可有效消除推进剂供应管路、测量线缆对矢量推力测量的影响，提高矢量推力测量精度。CN105547585ACN105547585A权利要求书1/2页1.姿控发动机矢量推力原位校准装置，其特征在于：包括标准矢量力力源、加载机构、矢量力测量单元、数据采集单元以及数据处理单元，所述标准矢量力力源用于根据执行要求产生并控制9个标准力作用在加载机构上；所述加载机构用于固定待校准的矢量力传感器，并将9个标准力施加在不同的地方完成待校准矢量力传感器的三个方向的力载荷Fx、Fy、Fz以及三个方向的力矩载荷Mx、My、Mz的加载；所述矢量力测量单元用于对待测矢量力传感器输出的电压信号的进行采集并存储至数据处理模块，同时为待校准矢量力传感器的7个应变桥单独提供激励，并对所提供激励进行回测；所述数据处理模块用于接收来自标准矢量力力源的加载结果和矢量力测量单元的测量结果，并进行存储对，后通过计算获取待校准矢量力传感器的校准系数。2.根据权利要求1所述的姿控发动机矢量推力原位校准装置，其特征在于：标准矢量力力源包括力源控制模块、PLC控制器、9个伺服驱动器、9个电动缸、9个标准传感器以及采集设备，9个伺服驱动器、9个电动缸和9个标准力传感器一一对应，依次连接；所述力源控制模块包括施加指令产生模块、比较模块以及施加结果反馈模块，所述采集设备用于采集用于在标准力传感器上的实时力值并反馈给力源控制模块；PLC控制器控制对应电动缸运动，电动缸产生的力作用于对应的标准力传感器上；所述施加指令产生模块用于根据矢量力传感器校准程序产生施加指令发送给PLC控制器，同时将施加指令中包含的施加标准力值发送给比较模块；所述比较模块用于接收数据采集设备反馈的实时力值，并与需要施加的标准力值进行比较后，根据比较结果向施加指令产生模块或施加结果反馈模块发送指令；当实时力值与标准力值在差值在允许范围内，向施加指令产生模块发送停止施加指令，同时向施加结果反馈模块发送施加结果。3.根据权利要求2所述的姿控发动机矢量推力原位校准装置，其特征在于：所述加载机构包括加载头、连杆、传感器安装法兰以及后法兰，所述加载头的一端与发动机连接，所述加载头的另一端通过连杆与后法兰连接，所述传感器安装法兰位于后法兰与加载头之间，所述传感器安装法兰固定在不动的基础上，待校准矢量力传感器的一端固定在传感器安装法兰上，待校准矢量力传感器的另一端固定在加载头上；设加载头的中心位置为原点，加载头与水平面平行的为X轴，与水平面垂直的为Z轴，发动机的中轴线为Y轴；所述加载头上的设置有六个拉环和两个压座；后法兰上设置有第七拉环；拉环用于实现标准拉力的施加，具有3自由度，对施加的标准拉力具有补偿作用；压座用于实现标准压力的施加，具有3自由度，对施加的标准推力具有补偿作用；六个拉环和两个压座通过组合的方式实现Fy、Fz、Mx、My和Mz标准力的施加；第一拉环位于加载头的X轴上，标准拉力F1通过第一拉环作用在加载头上，标准拉力F1的方向与X轴同向；第二、三拉环分别位于X轴上且以Y轴对称设置，标准拉力F6通过第二拉环作用在加载头上，标准拉力F7通过第三拉环作用在加载头上，标准拉力F6、标准拉力F7的均与Z轴平行，方向相反且大小相同；第四拉环位于X轴上，第一压座位于X轴上，第四拉环与2CN105547585A权利要求书2/2页第一压座以Z轴对称设置；标准推力F8通过第一压座作用在加载头上，标准拉力F9通过第四拉环作用在加载头上，标准推力F8与标准拉力F9均与Z轴平行，方向相反且