火箭發動機飛行仿真試驗時測量噴管擺角的線位移傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了火箭發動機飛行仿真試驗時測量噴管擺角的線位移傳感器，包括線位移傳感器載體、安裝支架、線位移傳感器，線位移傳感器設于線位移傳感器載體內，線位移傳感器載體下端通過安裝支架與試驗臺連接，上端與發動機噴管連接。本發明具有測量精度高、機械剛度大、跨距大、量程大、穩定性高的特點，同時結構簡單，易于安裝和調試。
【專利說明】火箭發動機飛行仿真試驗時測量噴管擺角的線位移傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及長跨距線位移傳感器，特別是用于火箭發動機飛行仿真試驗時測量發動機噴管擺角的線位移傳感器。
【背景技術】
[0002]火箭發動機飛行仿真試驗是測試發動機和伺服機構負載特性的關鍵試驗，測量精度一般高于0.5 %。試驗中需要使用傳感器裝置實時檢測發動機噴管擺角，并將該擺角值轉換為電壓量，反饋給火箭控制系統用來控制火箭的飛行軌跡。
[0003]火箭發動機飛行仿真試驗臺架安裝面與火箭發動機噴管間跨距較大，造成傳感器安裝困難，特別是在動態試驗過程中，當發動機搖擺運動頻率接近伺服機構和機架的固有頻率時，會產生強烈的機械共振，此時線位移傳感器不但要承受得住共振和沖擊的破壞，而且還要在共振時實時檢測出反饋電壓量。這就要求傳感器不僅需要具備較強的機械剛度，同時還要具備較高的測量精度，這就決定了常用工業傳感器無法滿足新一代火箭發動機仿真試驗噴管擺角的測試要求。
[0004]傳統火箭發動機噴管擺角測試裝置結構復雜、傳遞鏈繁瑣，一般都在安裝長跨距線位移傳感器的空間位置上安裝一臺被動式伺服機構，利用被動式伺服機構活塞桿中的線性電位計來替代線位移傳感器，這就使得發動機的機械擺角零位和拖動發動機的伺服機構的機械和電氣零位都要與長跨距線位移傳感器的機械和電氣零位重合，但由于長跨距線位移傳感器安裝在被動式伺服機構內部，使得線位移傳感器安裝調試困難，易產生零位重合精度誤差，降低其測試精度。
[0005]因此，需要一種新的用于火箭發動機飛行仿真試驗時噴管擺角測試的裝置。
【發明內容】
[0006]針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供火箭發動機飛行仿真試驗時測量噴管擺角的線位移傳感器，能夠有效地提高測量穩定性及測量精度。
[0007]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:火箭發動機飛行仿真試驗時測量噴管擺角的線位移傳感器，包括線位移傳感器載體、安裝支架、線位移傳感器，線位移傳感器設于線位移傳感器載體內，線位移傳感器載體下端通過安裝支架與試驗臺連接，上端與發動機噴管連接。飛行仿真試驗時火箭發動機噴管擺動，帶動線位移傳感器電刷滑桿伸出或縮進，最后以電壓信號顯示發動機噴管擺角。
[0008]所述的線位移傳感器載體包括載體筒體、下固定板、上固定板、下滑板、上滑板、滑套、導軌、夾緊桿及電氣零位鎖緊防松裝置、下支撐桿、上支撐桿、夾具、下調節桿銷軸及鎖緊防松裝置、上調節桿銷軸及鎖緊防松裝置，上固定板與下固定板分別置于載體筒體外部的上、下固定板定位臺階處，通過夾緊桿及電氣零位鎖緊防松裝置連固，滑套置于上、下固定板下的滑套孔中，上、下滑板分別通過電氣零位鎖緊防松裝置設于導軌兩端，滑套可在導軌上往復滑動，上、下滑板設有孔口，夾緊桿兩端的電氣零位鎖緊防松裝置在孔口上通過，上支撐桿設于上滑板外側，上支撐桿通過上調節桿銷軸、桿的端關節軸承及鎖緊防松裝置與發動機噴管連接，下支撐桿設于下滑板外側，通過下調節桿裝置銷軸、桿的端關節軸承及鎖緊防松裝置與安裝支架連接，下支撐桿設有信號線插座安裝孔，夾具設于上滑板內側，夾緊線位移傳感器、電刷滑桿頂端。線位移傳感器載體筒體為長筒形，裝調線位移傳感器載體，保證滑套可以在導軌上運動順暢。
[0009]所述的安裝支架包括支架筒體、支架內筒、鎖緊機構，支架內筒設于支架筒體內，并可在支架筒體內滑動和旋轉，易于調節傳感器零位跨距和安裝方向，支架內筒通過筒體上的鎖緊機構連固，鎖緊機構調節支架內筒的伸出高度和方位。
[0010]所述的夾具包括夾具座、上壓環、下壓環、夾緊螺母，上壓環、下壓環設于夾具座內，夾緊螺母與上壓環相接觸，上壓環為內圓錐形，下壓環為外圓錐形，下壓環設有4道對稱開口，旋轉夾緊螺母驅動上、下壓環，下壓環的開口變形夾緊線位移傳感器電刷滑桿端部。
[0011]所述的線位移傳感器通過向心關節軸承和鎖緊防松裝置設于線位移傳感器載體筒體內。調節線位移傳感器機械零位，在確定線位移傳感器機械零位的基礎上用電氣零位鎖緊防松裝置調節線位移傳感器電氣零位，使線位移傳感器機械零位和電氣零位完全重合。本發明采取的技術方案，與現有技術相比，其具有優點和有益效果:
1、線位移傳感器裝置操作簡單、穩定性好，可以實現高精度、大量程、大跨距測量。
[0012]2、線位移傳感器中的電位計電刷細長滑桿不承受剪切力作用，而且彎矩由四根導軌承受，大大提高了其機械剛度和測量精度。
[0013]3、可以通過控制導軌長短確定傳感器位移最大行程，避免電位計電刷滑桿被拉出有效使用范圍而損壞。
[0014]4、通過專用夾具夾緊線位移傳感器電刷滑桿，易于調節線位移傳感器的電氣零位和機械零位，降低測量誤差。
[0015]5、線位移傳感器安裝在線位移傳感器載體筒體內，避免試驗操作時對線位移傳感器的損傷。
[0016]6、線位移傳感器一端通過關節軸承安裝在線位移傳感器載體筒體內，易于調節大跨距試驗時傳感器兩端的安裝精度，提高傳感器測量精度，同時避免安裝誤差對傳感器測量器件的損傷。
[0017]7、安裝支架內筒體可自由升降和旋轉，易于調節傳感器零位跨距和安裝方向。
[0018]8、線位移傳感器載體夾具下壓環為可變形錐形壓環，保證安全可靠地夾緊線位移傳感器電刷滑桿。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明線位移傳感器裝置的安裝示意圖；
圖2是圖1的位移傳感器載體結構示意圖；
圖3是圖2的線位移傳感器載體夾具的結構示意圖；
圖4是圖1的安裝支架結構示意圖。
[0020]圖中:線位移傳感器載體1、安裝支架2、發動機噴管3、下調節桿裝置銷軸4、桿端關節軸承5、鎖緊防松裝置6、7、下支撐桿8、鎖緊防松裝置9、向心關節軸承10、線位移傳感器11、下滑板12、導軌13、下固定板14、滑套15、夾緊桿16、上固定板17、位移傳感器電刷滑桿18、夾具19、上滑板20、上支撐桿21、桿端關節軸承22、上調節桿裝置銷軸23、 鎖緊防松裝置24、線位移傳感器載體筒體25、電氣零位鎖緊防松裝置26、支架內筒27、鎖緊機構28、支架筒體29、夾緊螺母30、夾具座31、上壓環32、下壓環33。
【具體實施方式】
[0021]以下將結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0022]如圖1和圖2所示，本發明包括線位移傳感器載體1、線位移傳感器11和安裝支架2。線位移傳感器11通過向心關節軸承10和鎖緊防松裝置9安裝在線位移傳感器載體I內，線位移傳感器載體I下端通過安裝支架2與試驗臺(圖中未示出)連接，上端與發動機噴管3連接。
[0023]在火箭發動機飛行仿真試驗臺上安裝兩套線位移傳感器，調節線位移傳感器11零位跨距。在確定線位移傳感器11機械零位的基礎上使用電氣零位鎖緊防松裝置26調節線位移傳感器電氣零位，使其與線位移傳感器機械零位重合，飛行仿真試驗時火箭發動機噴管3擺動，帶動線位移傳感器電刷滑桿18伸出或縮進，通過電壓信號顯示發動機噴管3擺角。
[0024]線位移傳感器載體I包括載體筒體25、下固定板14、上固定板17、下滑板12、上滑板20、滑套15、導軌13、夾緊桿16及電氣零位鎖緊防松裝置26、下支撐桿8、上支撐桿21、夾具19、下調節桿裝置銷軸4及桿端關節軸承5與鎖緊防松裝置6、上調節桿裝置銷軸23及桿端關節軸承22與鎖緊防松裝置24。
[0025]線位移傳感器載體筒體25外形為長筒形，外部一端加工有上固定板17和下固定板14的定位臺階；內部加工有線位移傳感器11定位臺階，線位移傳感器11通過鎖緊防松裝置9和向心關節軸承10安裝在線位移傳感器載體筒體25中。
[0026]上固定板17與下固定板14分別安裝在線位移傳感器載體筒體25外部的上、下定位臺階處，通過夾緊桿16和電氣零位鎖緊防松裝置26緊固，滑套15安裝在上固定板17和下固定板14的滑套孔中。
[0027]上滑板20和下滑板12分別通過電氣零位鎖緊防松裝置26安裝在導軌13兩端，滑套15在導軌13上往復滑動。上滑板20和下滑板12加工有專用孔口，允許夾緊桿16兩端的電氣零位鎖緊防松裝置26通過。
[0028]上支撐桿21安裝在上滑板20外側，通過上調節桿裝置銷軸23和桿端關節軸承22以及鎖緊防松裝置24與發動機噴管3連接。
[0029]下支撐桿8安裝在下滑板12外側，通過下調節桿裝置銷軸4和桿端關節軸承5以及鎖緊防松裝置6、7與安裝支架2連接。下支撐桿8加工有信號線插座安裝孔。
[0030]夾具19安裝在上滑板20內側，夾緊線位移傳感器11電刷滑桿18頂端。裝調線位移傳感器載體I，保證滑套15可以在導軌13上運動通暢；
如圖3所示，安裝支架2包括支架筒體29、支架內筒27、鎖緊機構28。支架內筒27安裝在支架筒體29中，可以在支架筒體29內升降和旋轉，鎖緊機構28調節支架內筒27的伸出高度和方向。
[0031]如圖4所示。夾具19包括夾具座31、上壓環32、下壓環33、夾緊螺母30。上壓環32為內圓錐形，下壓環33為外圓錐形，下壓環33加工有4道對稱開口。夾緊螺母30驅動上壓環32和下壓環33，利用下壓環33的孔口變形夾緊線位移傳感器電刷滑桿18端部。
[0032]上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
【權利要求】
1.火箭發動機飛行仿真試驗時測量噴管擺角的線位移傳感器，其特征在于:包括線位移傳感器載體、安裝支架、線位移傳感器，線位移傳感器設于線位移傳感器載體內，線位移傳感器載體下端通過安裝支架與試驗臺連接，上端與發動機噴管連接。
2.如權利要求1所述的測量噴管擺角的線位移傳感器，其特征在于:所述的線位移傳感器載體包括載體筒體、下固定板、上固定板、下滑板、上滑板、滑套、導軌、夾緊桿及電氣零位鎖緊防松裝置、下支撐桿、上支撐桿、夾具、下調節桿銷軸及鎖緊防松裝置、上調節桿銷軸及鎖緊防松裝置，上固定板與下固定板分別置于載體筒體外部的上、下固定板定位臺階處，通過夾緊桿及電氣零位鎖緊防松裝置連固，滑套置于上、下固定板下的滑套孔中，上、下滑板分別通過電氣零位鎖緊防松裝置設于導軌兩端，滑套可在導軌上往復滑動，上、下滑板設有孔口，夾緊桿兩端的電氣零位鎖緊防松裝置在孔口上通過，上支撐桿設于上滑板外側，上支撐桿通過上調節桿銷軸、桿的端關節軸承及鎖緊防松裝置與發動機噴管連接，下支撐桿設于下滑板外側，通過下調節桿裝置銷軸、桿的端關節軸承及鎖緊防松裝置與安裝支架連接，下支撐桿設有信號線插座安裝孔，夾具設于上滑板內側。
3.如權利要求1所述的測量噴管擺角的線位移傳感器，其特征在于:所述的安裝支架包括支架筒體、支架內筒、鎖緊機構，支架內筒設于支架筒體內，并可在支架筒體內滑動和旋轉，支架內筒通過筒體上的鎖緊機構連固，鎖緊機構調節支架內筒的伸出高度和方位。
4.如權利要求2所述的測量噴管擺角的線位移傳感器，其特征在于:所述的夾具包括夾具座、上壓環、下壓環、夾緊螺母，上壓環、下壓環設于夾具座內，夾緊螺母與上壓環相接觸，上壓環為內圓錐形，下壓環為外圓錐形，下壓環設有4道對稱開口。
5.如權利要求1所述的測量噴管擺角的線位移傳感器，其特征在于:所述的線位移傳感器通過向心關節軸承和鎖緊防松裝置設于線位移傳感器載體筒體內。
【文檔編號】G01B7/30GK103575201SQ201210283940
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月10日 優先權日:2012年8月10日
【發明者】秦偉民, 于啟洋, 徐群, 王國祥 申請人:上海新躍儀表廠