一种弹体多角度高速旋转条件下测试弹翼展开的装置

摘要

本发明涉及一种弹体多角度高速旋转条件下测试弹翼展开的装置，特别涉及弹体在不同角度旋转特性的研究，属于高速旋转平台实验研究设计领域。包括：探针、传动杆、预紧弹簧、直滑式电位器、电压采集器、定值电阻、电源、壳体、壳体盖和限位螺栓；通过旋转台对弹体进行飞行状态下角度以及转速的模拟，在旋转台内部安装的测试弹翼展开的装置会通过对固定销位移的传导、放大和检测表征弹翼是否完全展开并锁紧。所用旋转台对弹体采用两端固定和支架连接，保证了弹体能较稳定地在高转速下转动。测试装置采用直滑式电位器，将销的位移信号线性地转化成电信号，使测试结果更好地表征显示。

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹体多角度高速旋转条件下测试弹翼展开的装置，特别涉及弹体在不同角度旋转特性的研究，属于高速旋转平台实验研究设计领域。

背景技术

旋转导弹是一类系统简单、成本较低、可靠性也较高的小型导弹，这类弹型最早被大多数反坦克导弹采用。随着导弹，尤其是战术导弹向小型化、自动化、自主化、弹药化方向的发展，许多小型防空导弹，尤其是便携式导弹也逐步选用了旋转弹，多数旋转弹体的尾部弹翼在发射前闭合于弹体内部，在接收到触发信号后才由内部的弹射装置将弹翼展开并由销进行锁紧固定。旋转导弹往往采用初始静不稳定的结构形式使得在攻击目标时具有较大的过载能力，如何能够保证旋转导弹平稳地度过静不稳定段并确保弹翼在飞行过程中正常展开和锁紧是导弹能否正常完成飞行工作的关键，这就需要通过高速旋转平台和测试弹翼展开的装置，对弹体旋转过程中弹翼展开特性进行研究。

在弹翼及弹体根部往往存在为锁紧展开弹翼而设计的销孔以及固定销，而销在弹体尾部的移动是一种在狭窄空间下产生的微小位移，识别和测试的难度较大，故在现有手段下销是否实现可靠固定无法直接表征，对微小位移的传导和放大就成为了表征手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种弹体多角度高速旋转条件下测试弹翼展开的装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种用于在地面模拟弹体实际飞行中多角度高速旋转状况的旋转台，由轴系旋转部分和台体升降部分组成。

轴系旋转部分包括：空心轴，变频电机，电机座，传动轴，第一卡盘，支架，第二卡盘，轴承座，第一多路滑环，圆锥滚子轴承，第二多路滑环，电磁离合器；

传动轴外侧套有第二多路滑环；传动轴轴肩安放2个圆锥滚子轴承，承担轴向力；传动轴一端与变频电机的轴活动连接，连接处安装有电磁离合器；第二多路滑环、圆锥滚子轴承与电磁离合器均布置在电机座里；传动轴另一端与卡盘固定连接；多个支架同时穿过第一卡盘和第二卡盘，然后通过螺母固定；第二卡盘与空心轴固定连接；空心轴外侧固联有轴承座和第一多路滑环；空心轴与轴承座连接处安装有圆锥滚子轴承；

台体升降部分包括：支撑板，滑台，丝杆，支撑组件，撑杆，箱体，铰接座，底板，步进电机。

台体升降部分用来调节轴系旋转部分的空间角度；底板上对称安装有两个滑台；铰接座固定安装在滑台顶端；支撑板通过铰接座与底板连接；支撑组件与撑杆的一端活动连接；撑杆的另一端与支撑板铰接；步进电机带动丝杆沿滑台移动，丝杆进一步带动支撑组件与撑杆移动，进而起到调节角度的作用；箱体固定安装在支撑板上端，用于安放电机座。

还包括一种弹体多角度高速旋转条件下测试弹翼展开、锁紧的装置，即测试弹翼展开的装置，包括：探针、传动杆、预紧弹簧、直滑式电位器、电压采集器、定值电阻、电源、壳体、壳体盖和限位螺栓；

壳体为长方体结构，按照长方体各个面面积的由大到小分别命名为第一平面、第二平面和第三平面；位于顶部的第二平面上带有凸台，凸台上带有通孔，用于限制并保证探针单自由度下的移动；该第二平面上还开有通孔，传动杆穿过所述通孔与直滑式电位器的滑动端铰链；传动杆另一端与探针尾部活动连接；直滑式电位器固定在底端的第二平面内侧，电路连接针脚穿过壳体位于第二平面外侧；预紧弹簧嵌套在与第二平面平行的内部圆柱上，一端固定于壳体内部，另一端与传动杆固连对称的两个第三平面上分别带有具有螺栓孔的凸台，用于与支架固定连接；两凸台中间的限位螺栓在开始工作时向内部旋进到与直滑式电位器的滑动端相接触，用以在工作过程中保证预紧弹簧的限位以及调节预紧弹簧的预紧程度；直滑式电位器与定值电阻和电源串联连接，后电压采集器并联于直滑式电位器的两端；壳体与壳体盖通过位于壳体第一平面内，矩形拐角处的限位螺栓连接孔固定连接。

第一卡盘为带有圆孔的圆盘；第二卡盘为带有圆孔和通槽的圆盘；支架为圆柱体；

所述的变频电机选用法兰式，固联在电机座上，电机轴与传动轴通过电磁离合器连接，电磁离合器可以随时分离电机轴和传动轴，提高了安全性，整个旋转弹体与传动轴、电机轴采用轴心一体化设计，提高了传动效率以及简化了结构。

所述传动轴的轴外圆周面开设轴向槽，槽的深度视选用的导线直径而定，便于弹体下端测试部分导线安放及与第二滑环连接，实心轴肩处安放两个圆锥滚子轴承，分别承担轴向拉力和推力。

所述的弹体角度调节，选用步进电机，丝杆传动机构调节，步进电机带动丝杆水平运动，丝杆与支撑架铰接带动支撑板上端上升，该传动机构可以实现弹体的角度调节。

有益效果

(1)本旋转台上的测试弹翼展开的装置可以实现在对狭窄空间内微小位移的传导、放大与检测，弥补了其他装置对于狭窄空间内小位移测试难度大的缺陷；

(2)电机轴和弹体旋转轴采用一体化轴系设计，消除了常用的带传动过程中转速丢失的缺陷，极大的简化整体结构；

(3)本旋转台上的测试弹翼展开的装置采用直滑式电位器，将销的位移信号线性地转化成电信号，使测试结果更好地表征显示；

(4)弹体测试系统导线，从上下端均可引出，监测方便；

(5)加工制造成本低，可以灵活改装，适合多型号弹体测试；

(6)操作简单，易于维护。

本旋转台用于研究弹体高速旋转特性以及对弹翼是否完全展开锁紧进行检测，特别是对弹体在15°～55°任意角度高速旋转下的情况。弹体采用两端固定和支架连接，测试弹翼展开的装置固定在支架上，并在旋转台安装动平衡检测装置，监测旋转过程中旋转台的振动情况，保证了测试装置的工作环境更加安全可靠。

附图说明

图1与图2分别为具体实施方式中电机座主视图及剖视图；

图3为具体实施方式中实心轴主视图；

图4与图5分别为具体实施方式中箱盖主视图及剖视图；

图6与图7分别为具体实施方式中弹体卡盘主视图及剖视图；

图8为具体实施方式中整体结构示意图；

图9为具体实施方式中整体结构剖视图；

图10为具体实施方式中测试弹翼展开的装置示意图。

其中，1—空心轴，2—支撑板，3—滑台，4—丝杆，5—支撑组件，6—撑杆，7—箱体，8—变频电机，9—电机座，10—传动轴，11—卡盘，12—支架，13—卡盘，14—轴承座，15—多路滑环，16—圆锥滚子轴承，17—多路滑环，18—电磁离合器，19—铰接座，20—底板，21—步进电机，22—探针，23—壳体，24—传动杆，25—预紧弹簧，26—限位螺栓，27—直滑式电位器，28—电压采集器，29—电源，30—定值电阻，31—壳体盖。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合图与具体实施例来对本发明进一步说明。

本发明一体化多角度高速旋转台的结构如图8和图9所示，

整体结构主要由轴系旋转部分和台体升降部分组成。

实施例1

一种用于弹体多角度高速旋转条件下弹翼锁紧测试的旋转台，由轴系旋转部分、台体升降部分以及测试弹翼展开的装置组成。

轴系旋转部分包括：空心轴1，变频电机8，电机座9，传动轴10，第一卡盘11，支架12，第二卡盘13，轴承座14，第一多路滑环15，圆锥滚子轴承16，第二多路滑环17，电磁离合器18；

轴系旋转部分是由变频电机8提供动力，变频电机轴和传动轴10通过电磁离合器18连接，通过控制电磁离合器实现对整个旋转系统启动和停止的控制。实心轴轴肩安放2个圆锥滚子轴承，承担轴向力，传动轴上开设4个槽埋线，方便测试信号的输出；实心轴另一端通过螺纹连接卡盘11，带动卡盘及弹体高速旋转。圆锥滚子轴承套在实心轴上，通过轴肩和箱盖固定，箱盖通过螺纹固联在电机座9上。多路滑环17套在实心轴上，一端通过螺栓固定在箱盖上，滑环内侧通过销连接轴上的孔槽，与实心轴一起旋转。整个电机座用螺栓组固联到箱体上，箱体通过螺栓组以及周边焊接的方式固定连接到支撑板2上。弹体两端用2个卡盘连接，卡盘之间由4个螺纹支架12连接，支架两端螺纹由螺母锁紧，弹体、卡盘、螺纹支架固联成一个整体，下端卡盘与实心轴螺纹连接，并被带动旋转，上端卡盘连接空心轴1。空心轴由圆锥滚子轴承支撑，圆锥滚子轴承安装在轴承座14孔槽内，由空心轴轴肩和压盖固定，多路滑环嵌套在空心轴上，内侧与空心轴采用销连接，底端由螺栓固定在压盖上，轴承座两端由支撑杆件固定支撑。

台体升降部分包括：支撑板2，滑台3，丝杆4，支撑组件5，撑杆6，箱体7，铰接座19，底板20，步进电机21。

台体升降部分用来调节轴系旋转部分的空间角度；底板20上对称安装有两个滑台3；铰接座19固定安装在滑台顶端；支撑板2通过铰接座19与底板20连接；支撑组件5与撑杆6的一端活动连接；撑杆6的另一端与支撑板2铰接；步进电机21带动丝杆4沿滑台3移动，丝杆4进一步带动支撑组件5与撑杆6移动，进而起到调节角度的作用；箱体7固定安装在支撑板2上端，用于安放电机座9。

所述的变频电机8选用法兰式，固联在电机座9上，电机轴与传动轴10直接通过电磁离合器18连接，提高了安全性，整个旋转部件与传动轴、电机轴采用轴心一体化设计，传动效率更高。

所述的传动轴10如图3所示，外圆周面开设槽，槽的深度视选用的导线直径而定，便于弹体下端测试部分导线的安放，实心轴轴肩处安放两个圆锥滚子轴承，承担轴系轴向拉力和推力。

所述的电机座9如图1所示，内部为阶梯孔设计，变频电机8由电机座最外侧孔定位安装；向上方向，该孔尺寸变大，用于安放电磁离合器18；在中间部位可设用于放置密封圈的孔槽，再上方的孔安放圆锥滚子轴承，孔的直径根据选用的圆锥滚子轴承尺寸而定；轴承孔的上空腔安放滑环，孔腔尺寸大于滑环外形尺寸；电机座上面开设有观察孔，滴油孔和出线孔，观察孔开设在电机轴与实心轴连接上方，滴油孔加工在圆锥滚子轴承孔的上方，出线孔开设在滑环导线引出的一端。

所述的第一卡盘11如图4所示，弹体连接盘通过锥形孔定位安装，锥形孔可以调节螺纹杆方向，便于测试部件与弹体的连接；弹体卡盘的锥形孔内开设键槽，弹体连接盘锥形台上同样开设键槽，二者通过键连接传动。

所述的弹体角度调节，是由步进电机、丝杆、撑杆以及滑台等组成升降机构，步进电机带动丝杆水平运动，丝杆拉动支撑杆绕铰接座旋转，实现旋转部件角度可调的目的。

本旋转台采用了电机丝杆传动机构调节工件角度，电机轴和工件旋转轴采用一体化轴系设计，消除了常用的带传动过程中转速丢失的缺陷，简化了整体结构。该旋转台设计了动平衡检测装置的安放位置，监测旋转过程中旋转台的振动情况，更加安全可靠。本发明结构简单，运行平稳，维护方便，同时可以通过简单改装适合不同型号尺寸的弹体，投资节省。

所述测试弹翼展开的装置，包括：探针22、传动杆24、预紧弹簧25、直滑式电位器27、电压采集器28、定值电阻30、电源29、壳体23、壳体盖31和限位螺栓26；

测试弹翼展开的装置固联在支架12上，通过螺纹螺栓连接。探针22插入弹体锁紧销孔内，一端与弹翼根部侧面接触。测试线通过支架12、第一卡盘11上的槽走线，与第一卡盘11上的航空接头一端连接，航空插头另一端连线沿传动轴10上的槽走线，再与第二多路滑环17前端接头连接，由第二多路滑环17后端将测试弹翼展开的装置测试线引导旋转台外端，与测试电路部分连接形成完整测试回路。

壳体23为长方体结构，按照长方体各个面面积的由大到小分别命名为第一平面、第二平面和第三平面；位于顶部的第二平面上带有凸台，凸台上带有通孔，用于限制并保证探针22单自由度下的移动；该第二平面上还开有通孔，传动杆24穿过所述通孔与直滑式电位器27的滑动端铰链；传动杆24另一端与探针22尾部活动连接；直滑式电位器27固定在底端的第二平面内侧，电路连接针脚穿过壳体23位于第二平面外侧；预紧弹簧25嵌套在与第二平面平行的内部圆柱上，一端固定于壳体23内部，另一端与传动杆24固连对称的两个第三平面上分别带有具有螺栓孔的凸台，用于与支架12固定连接；两凸台中间的限位螺栓25在开始工作时向内部旋进到与直滑式电位器27的滑动端相接触，用以在工作过程中保证预紧弹簧25的限位以及调节预紧弹簧25的预紧程度；直滑式电位器27与定值电阻30和电源29串联连接，后电压采集器28并联于直滑式电位器27的两端；壳体23与壳体盖31通过位于壳体23第一平面内，矩形拐角处所示的螺栓连接孔固定连接。

在将目标弹体安装到卡盘11、支架12以及卡盘13所形成的固定装置内后，根据被测件的撞击力调整限位螺栓26与预紧弹簧25到合适位置；测试弹翼展开的装置通过螺钉固定在支架12上，需保证探针22轴向处在被测销所在的销孔轴向延长线上,此时测试弹翼展开的装置将与被测弹体始终保持相对静止；高速旋转台在达到目标转速后，内部装置使被测销被触发，并沿直线向孔内运动，穿过弹翼定位孔后撞击探针22并推动探针22发生位移，进而带动传动杆24与之相连的一端移动；传动杆24该端的位移通过壳体23上的支点产生杠杆效应带动直滑式电位器27的滑动端移动，并将原有位移放大，引起直滑式电位器27连入电路部分的电阻值发生变化；在电源29为整个电路供电的情况下，直滑式电位器27两端的分压值由电压采集器28测量并采集，直滑式电位器27滑动端的移动改变了其连入电路部分的电阻值，进而在电路中的电压分布就发生变化，电压采集器28对该项信号的变化量进行测量与采集，通过考察直滑式电位器27电阻值与滑动端位移的线性关系，利用欧姆定律即可将电压信号的变化情况适当计算为被测销向孔内的位移，即实现对目标销向孔内运动的距离的测量。

以上描述对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。