一种伺服机构零位锁定试验装置及试验方法技术领域
本发明涉及一种伺服机构零位锁定试验装置及试验方法，属于伺服系统领域。
背景技术
大推力火箭发动机在零位时存在固有偏心。非工作状态，如果伺服机构无法可靠
的锁定零位，发动机偏心力矩将会使伺服机构压缩到极限位置，造成发动机摇摆软管处于
长时间受力状态，降低发动机可靠性，因此长时可靠的零位锁定功能是这类伺服机构的关
键技术指标之一。
目前对伺服机构零位锁定功能进行测试，一般采用液压方式对伺服机构进行加
载，即：固定伺服机构一端支耳，液压油缸模拟发动机偏心力矩，作用到伺服机构另一端支
耳。这种试验装置，由于含有液压油源系统以及操作控制系统，存在以下问题：测试时，试验
系统要加电工作，需要测试人员随时监测；装置只能按单工位方式加载，试验效率极低，难
以满足多台伺服产品的长时间零位锁定功能测试要求。
如何提供一种多工位，操作方便的伺服机构零位锁定功能测试装置，实现加载测
试是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种伺服机构零位锁定试验装置及
试验方法，可有效解决多台伺服产品零位锁定功能长时间测试的问题。
本发明目的通过如下技术方案予以实现：
提供一种伺服机构零位锁定试验装置，包括机架组件，质量块组件和机械杠杆；
所述机架组件具有底板和横梁，所述底板上表面排列布置2n个测试工位下支耳，
用于固定伺服机构的底端；横梁与底板平行设置，横梁上装有n个杠杆支耳；
所述质量块组件为n个，每个质量块组件包括配重块，支杆和挂钩；所述配重块固
定在支杆的一端，所述挂钩设置在支杆的另一端；
所述机械杠杆为n个，每个机械杠杆依次设置拉伸工位销轴，支点安装孔，压缩工
位销轴，以及卡槽；拉伸工位销轴用于固定伺服机构的活塞杆支耳端，每个拉伸工位销轴竖
直下方对应一个所述测试工位下支耳；压缩工位销轴用于固定伺服机构的活塞杆支耳端，
每个压缩工位销轴竖直下方对应一个所述测试工位下支耳；每个所述机械杠杆通过支点安
装孔连接到一个杠杆支耳；所述挂钩与卡槽匹配。
优选的，底板上的测试工位下支耳可更换。
同时提供一种伺服机构零位锁定试验装置，包括机架组件，质量块组件和机械杠
杆；
所述机架组件具有底板、第一横梁和第二横梁，所述底板上表面排列布置2n个第
一测试工位下支耳，用于固定第一伺服机构的底端，2n个第二测试工位下支耳，用于固定第
二伺服机构的底端；第一横梁与底板平行设置，第一横梁上装有n个杠杆支耳；第二横梁与
底板平行设置，且低于第一横梁，第二横梁上装有n个杠杆支耳；
所述质量块组件为2n个，每个质量块组件包括配重块，支杆和挂钩；所述配重块固
定在支杆的一端，所述挂钩设置在支杆的另一端；
所述机械杠杆为2n个，每个机械杠杆依次设置拉伸工位销轴，支点安装孔，压缩工
位销轴，以及卡槽；拉伸工位销轴用于固定第一或第二伺服机构的活塞杆支耳端，每个拉伸
工位销轴竖直下方对应一个第一或第二测试工位下支耳；压缩工位销轴用于固定第一或第
二伺服机构的活塞杆支耳端，每个压缩工位销轴竖直下方对应一个第一或第二测试工位下
支耳，；
每个所述机械杠杆通过支点安装孔连接到一个杠杆支耳；所述挂钩与卡槽匹配。
优选的，所述底板的下部安装有四个工业脚轮和四个支脚。
优选的，所述底板上设置有托盘，用于收纳配重块。
优选的，所述配重块为一组重量相同的标准质量块组合而成，数量可调。
优选的，所述拉伸工位销轴到支点安装孔的距离和压缩工位销轴到支点安装孔的
距离相同。
提供一种基于所述伺服机构零位锁定试验装置进行零位锁定试验的方法，包括如
下步骤：
(1)将机械杠杆安装到横梁上；
(2)将伺服机构固定在机械杠杆拉伸工位销轴和测试工位下支耳之间；
(3)测量伺服机构加载前零位；
(4)将质量块组件通过挂钩连接到机械杠杆；
(5)测量伺服机构加载后零位，并定期监测记录零位变化。
优选的，还包括如下步骤：
(6)拆下质量块组件和伺服机构；
(7)将伺服机构固定在机械杠杆压缩工位销轴和测试工位下支耳之间；
(8)将质量块组件通过挂钩连接到机械杠杆；
(9)测量伺服机构加载后零位，并定期监测记录零位变化。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明采用质量块组件和机械杠杆组合加载，实现了对伺服机构较大的加载
力，代替了传统液压加载，结构更加简单。
(2)本发明的伺服机构零位锁定试验装置具有多个测试工位，可同时实现多台产
品的测试，测试效率高。
(3)本发明的质量块组件为组合式结构，可以通过调节质量块数量实现不同的加
载力。
(4)本发明的机架具有工业脚轮与地脚支承结构，不仅便于整体搬运，还可保证测
试时机架的稳定性；可以通过更换底板上的测试工位下支耳，实现对不同型号伺服机构的
测试，通用性好。
(5)本发明采用机械杠杆双工位设置，使用同一套装置同时实现了伺服机构拉与
压方向的加载变换，利用率更高。
(6)质量块组件在机械杠杆上的安装采用卡扣连接，调节、装拆方便。
附图说明
图1为本发明伺服机构零位锁定功能试验装置结构示意图；
图2为本发明伺服机构零位锁定功能试验装置的机架组件结构示意图；
图3为本发明的质量块组件结构示意图；
图4为本发明的机械杠杆结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种伺服机构零位锁定试验装置的结构布局如图1所示，由机架组件1，4个质量块
组件4和4根机械杠杆5组成。装置采用质量块组件和机械杠杆组合加载。质量块组件施加加
载力，机械杠杆进行加载力的放大，并将放大的加载力施加在伺服机构上。每根机械杠杆设
有拉伸与压缩两个安装工位，可实现产品拉与压方向的加载变换。整个装置共设8个工位，
可同时进行4台伺服机构的测试。
机架组件1为槽钢、方形钢管、方形钢板等相互焊接而成的框架结构，是试验台的
台体。机架组件的结构布局如图2所示，主要由横梁1-2，4个杠杆支耳1-3，支架1-4，8个工位
下支耳1-5，4个底板1-6，托盘1-7，底部框架1-10，4个工业脚轮1-11，4个地脚支撑1-12等组
成。横梁1-2、支架1-4以及底部框架1-10是采用方形钢管相互焊接而构成的支架主体。横梁
上焊有4个杠杆支耳1-3，用于连接4根机械杠杆。底板1-6采用方形钢板制成，排列焊接于底
部框架上。每块底板上表面布置2个测试工位下支耳，用于固定伺服机构的底端。测试工位
下支耳与底板间采用螺栓连接。可以通过更换底板上的测试工位下支耳，实现对不同型号
伺服机构的测试，通用性好。底部框架下装有4个工业脚轮1-11，便于试验装置的搬运。为保
证试验的稳定性和安全性，在底部框架下设有四处地脚支承1-12。托盘1-7采用槽钢制成，
焊于底部框架之上，在不进行试验时，可将质量块组件放入托盘之内，节约了质量块组件的
放置空间。
质量块组件由挂钩2-1，支杆2-2，配重块2-3，底盘2-4以及固定螺母2-5组成见附
图3。挂钩与支杆一端通过螺纹进行连接，加载时，挂钩嵌入杠杆的卡槽内，起到固定质量块
组件位置的作用。配重块以及底盘中心具有通孔，支杆从通孔穿过，再用螺母与支杆通过螺
纹连接起到支撑配重块的作用。配重块为一组重量相同的标准质量块组合而成，加载力可
以通过调整配重块的数量调节。
机械杠杆主要由拉伸工位销轴3-1，支点安装孔3-2，压缩工位销轴3-3，以及卡槽
3-4等组成，见附图4。机械杠杆主要采用矩形钢管切割制成，通过支点安装孔3-2连接到一
个杠杆支耳1-3；挂钩2-1与卡槽3-4匹配；拉伸工位销轴3-1用于固定伺服机构的活塞杆支
耳端，每个拉伸工位销轴3-1竖直下方对应一个测试工位下支耳；压缩工位销轴3-3用于固
定伺服机构的活塞杆支耳端，每个压缩工位销轴3-3竖直下方对应一个所述测试工位下支
耳；拉伸工位销轴到支点安装孔的距离与压缩工位销轴到支点安装孔的距离相等为L1，卡
槽到支点的距离为L2,则拉伸或压缩的加载力为质量块组件的L2/L1倍。
实施例2：
一种伺服机构零位锁定试验装置的结构布局如图1所示，由机架组件1，4个质量块
组件2、4根机械杠杆3、4个质量块组件4、4根机械杠杆5组成。
质量块组件2与机械杠杆3配合可实现对伺服机构6的加载，质量块组件4与机械杠
杆5配合可实现对伺服机构7的加载。机械杠杆3或5上设有拉伸与压缩两个安装工位，可实
现产品拉与压方向的加载变换。装置共有8根机械杠杆，设有16个工位，其中伺服机构7拉伸
工位、压缩工位各4个，伺服机构6拉伸工位、压缩工位各4个。可同时进行8台产品的测试。
机架组件1为槽钢、方形钢管、方形钢板等相互焊接而成的框架结构，是试验台的
台体。机架组件的结构布局如图2所示，主要由第一横梁1-1，第二横梁1-2，8个杠杆支耳1-
3，支架1-4，8个第二测试工位下支耳1-5，4个底板1-6，8个第一测试工位下支耳1-8，4个底
板1-9，托盘1-7，底部框架1-10，4个工业脚轮1-11，4个地脚支撑1-12等组成。第一横梁1-1，
第二横梁1-2、支架1-4以及底部框架1-10是采用方形钢管相互焊接而构成的支架主体。第
一横梁上焊有4个杠杆支耳1-3，用于连接4根机械杠杆3。第二横梁上焊有4个杠杆支耳1-3，
用于连接4根机械杠杆5。底板1-6与底板1-9均采用方形钢板制成，交替排列焊接于底部框
架上。每块底板1-6上表面布置2个第二测试工位下支耳，用于固定伺服机构7的底端。每块
底板1-9上表面布置2个第一测试工位下支耳，用于固定伺服机构6的底端。第一或第二测试
工位下支耳与底板间采用螺栓连接。底部框架下装有4个工业脚轮1-11，便于试验装置的搬
运。为保证试验的稳定性和安全性，在底部框架下设有四处地脚支承1-12。托盘1-7采用槽
钢制成，焊于底部框架之上，在不进行试验时，可将质量块组件放入托盘之内，节约了质量
块组件的放置空间。
质量块组件4由挂钩2-1，支杆2-2，配重块2-3，底盘2-4以及固定螺母2-5组成见附
图3。挂钩与支杆一端通过螺纹进行连接，加载时，挂钩嵌入杠杆的卡槽内，起到固定质量块
组件位置的作用。配重块以及底盘中心具有通孔，支杆从通孔穿过，再用螺母与支杆通过螺
纹连接起到支撑配重块的作用。配重块为一组重量相同的标准质量块组合而成，加载力可
以通过调整配重块的数量调节。质量块组件2与质量块组件4的组成相同，出于安装要求，对
支杆的长度进行了缩短。
机械杠杆5主要由拉伸工位销轴3-1，支点安装孔3-2，压缩工位销轴3-3，以及卡槽
3-4等组成，见附图4。机械杠杆主要采用矩形钢管切割制成，通过支点安装孔3-2连接到一
个杠杆支耳1-3；挂钩2-1与卡槽3-4匹配；拉伸工位销轴3-1用于固定伺服机构的活塞杆支
耳端，每个拉伸工位销轴3-1竖直下方对应一个测试工位下支耳；压缩工位销轴3-3用于固
定伺服机构的活塞杆支耳端，每个压缩工位销轴3-3竖直下方对应一个测试工位下支耳；拉
伸工位销轴到支点安装孔的距离与压缩工位销轴到支点安装孔的距离相等为L1，卡槽到支
点的距离为L2,则拉伸或压缩的加载力为质量块组件的L2/L1倍。机械杠杆3与机械杠杆5结
构相同。
提供一种基于所述伺服机构零位锁定试验装置进行零位锁定试验的方法，包括如
下步骤：
(1)将机械杠杆5安装到横梁上；
(2)将伺服机构固定在机械杠杆5拉伸工位销轴3-1和测试工位下支耳之间；
(3)测量伺服机构加载前零位；
(4)将质量块组件4通过挂钩连接到机械杠杆5；
(5)测量伺服机构加载后零位，并定期监测记录零位变化。
优选的，还包括如下步骤：
(6)拆下质量块组件4和伺服机构；
(7)将伺服机构固定在机械杠杆5压缩工位销轴3-3和测试工位下支耳之间；
(8)将质量块组件4通过挂钩连接到机械杠杆5；
(9)测量伺服机构加载后零位，并定期监测记录零位变化。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，
都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。