專(zhuān)利名稱(chēng)：一種飛機(jī)操縱力與操縱位移模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空測(cè)試領(lǐng)域，特別是涉及飛機(jī)操縱系統(tǒng)測(cè)試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)設(shè)計(jì)中，操縱系統(tǒng)性能測(cè)試試驗(yàn)是飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中不可或缺的，而在操縱系統(tǒng)性能測(cè)試試驗(yàn)過(guò)程中，最困難的是如何將操縱力與操縱位移輸入，即如何精確模擬駕駛員對(duì)飛機(jī)進(jìn)行操縱。在靜態(tài)測(cè)試中，可以由人對(duì)駕駛桿以及腳蹬進(jìn)行操縱，通過(guò)力、位移傳感器讀取，但由于人操縱時(shí)個(gè)人身體素質(zhì)、個(gè)人習(xí)慣等干擾因素的影響，會(huì)增加測(cè)試結(jié)果誤差。并且人操縱時(shí)，不能夠精確輸入某個(gè)量值的操縱カ或操縱位移，無(wú)法精確測(cè)試。在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，人操縱無(wú)法模擬階躍信號(hào)、正弦信號(hào)以及其他高頻信號(hào)。另外，在申請(qǐng)?zhí)枮?01010119274. 4的專(zhuān)利中，提出了一種飛機(jī)駕駛桿力測(cè)量組件 及測(cè)量方法，為手柄式的測(cè)量組件，即需要人操縱駕駛桿測(cè)量其操縱力，無(wú)法滿(mǎn)足精確測(cè)量和動(dòng)態(tài)操縱量的模擬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為解決飛機(jī)操縱系統(tǒng)操縱カ與操縱位移難以模擬的問(wèn)題，尤其是精確模擬和動(dòng)態(tài)信號(hào)的模擬，本發(fā)明提出一種飛機(jī)操縱カ與操縱位移模擬方法，可實(shí)現(xiàn)操縱カ與操縱位移精確控制，并且通過(guò)操縱力與操縱位移的曲線(xiàn)精確得出飛機(jī)操縱系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)值，同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)操縱カ信號(hào)與操縱位移信號(hào)的模擬，如階躍信號(hào)、高頻正弦信號(hào)、方波信號(hào)、三角波信號(hào)以及鋸齒波信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)操縱系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能的測(cè)試需求。本發(fā)明的具體方案本發(fā)明提出的一種飛機(jī)操縱カ與操縱位移模擬方法，原理由圖I所示，涉及支架組件1，直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2，力傳感器3，位移傳感器4，機(jī)械傳動(dòng)桿5，操縱臂夾具6，機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿12，以及飛機(jī)操縱臂7。具體實(shí)施步驟如下(a)將支架組件I固定于試驗(yàn)臺(tái)架或飛機(jī)主結(jié)構(gòu)上；(b)將直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生2器固定干支架組件I上；(c)將カ傳感器3串聯(lián)于機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿12上；(d)將操縱臂夾具6夾持于飛機(jī)操縱臂7上；(e)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿將5力傳感器3與操縱臂夾具6相連；(f)將位移傳感器4與直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2并聯(lián)；(g)調(diào)整支座組件I使飛機(jī)操縱臂處7于中立位置，力傳感器3、位移傳感器4均處于零位；(h)通過(guò)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2輸出操縱系統(tǒng)測(cè)試所需的力、位移信號(hào)，帶動(dòng)飛機(jī)操縱臂7運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到模擬飛機(jī)操縱カ與操縱位移的目的，同時(shí)可通過(guò)カ傳感器3和位移傳感器4對(duì)操縱力和操縱位移進(jìn)行采集，方便進(jìn)行飛機(jī)操縱系統(tǒng)的測(cè)試。本發(fā)明采用的機(jī)械傳動(dòng)桿(5)為雙鉸鏈拉壓桿，由兩頭的鉸鏈(8)與中部的拉壓桿(9)固定連接 而成。本發(fā)明產(chǎn)生的積極效果本發(fā)明所提出的一種飛機(jī)操縱カ與操縱位移模擬方法，可適應(yīng)于各種操縱方式的操縱系統(tǒng)試驗(yàn)，具有適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高，準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，尤其對(duì)于飛機(jī)操縱系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能測(cè)試方面，極大降低了試驗(yàn)所需的人力物力，降低了試驗(yàn)操作員的工作強(qiáng)度，提高試驗(yàn)效率，提高試驗(yàn)結(jié)果精確度。


圖I是ー種飛機(jī)操縱カ與操縱位移模擬方法原理圖；圖2是雙鉸鏈拉壓桿結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是腳蹬操縱カ與操縱位移模擬方法原理圖；其中I是支架組件，2是直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器，3是カ傳感器，4是位移傳感器，5是機(jī)械傳動(dòng)桿，6是操縱臂夾具，7是飛機(jī)操縱臂，8是鉸鏈，9是雙鉸鏈拉壓桿，10是腳蹬，11是信號(hào)發(fā)生器輸出桿，12是機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明 本方法涉及支架組件I，直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2，力傳感器3，位移傳感器4，機(jī)械傳動(dòng)桿5，操縱臂夾具6，飛機(jī)操縱臂7。實(shí)施例I :如圖I所示，飛機(jī)操縱臂7為飛機(jī)駕駛桿。支架組件I為直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2的安裝支架，是ー個(gè)剛性支架，并可做三軸方向的位置調(diào)節(jié)和繞ー個(gè)軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2的安裝位置調(diào)節(jié)。直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2可產(chǎn)生固定值的カ或位移操縱信號(hào)，并可根據(jù)需要產(chǎn)生各種頻率的波形信號(hào)。機(jī)械傳動(dòng)桿5為雙鉸鏈拉壓桿，由兩頭的鉸鏈8與中部的拉壓桿9組成，用來(lái)防止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)約束。操縱臂夾具6為專(zhuān)用夾具，夾持于飛機(jī)駕駛桿飛行員握點(diǎn)處，作為飛機(jī)駕駛桿操縱カ與操縱位移的輸入點(diǎn)。具體實(shí)施步驟如下(a)將支架組件I通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)架或飛機(jī)主結(jié)構(gòu)上；(b)將直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2夾裝固定干支架組件I上；(C)將カ傳感器3與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11相連并固緊；(d)將操縱盤(pán)夾具6夾持于操縱桿飛行員握點(diǎn)處并固緊；(e)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿5將カ傳感器3與操縱臂夾具6相連接，并保證機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11做平動(dòng)運(yùn)動(dòng)吋，駕駛桿、操縱臂夾具6、機(jī)械傳動(dòng)桿5、力傳感器3做可靠的跟隨運(yùn)動(dòng)；(f)將位移傳感器4固定干支架組件I上，并與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11平行，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿12與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11相連,當(dāng)機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11平動(dòng)時(shí)，位移傳感器4做跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)；(g)調(diào)整支座組件I使駕駛桿處于中立位置，力傳感器3、位移傳感器4均處于零位；(h)通過(guò)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2輸出操縱系統(tǒng)測(cè)試所需的力、位移信號(hào)，帶動(dòng)駕駛盤(pán)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到模擬飛機(jī)操縱カ與操縱位移的目的，同時(shí)可通過(guò)カ傳感器3和位移傳感器4對(duì)操縱力和操縱位移進(jìn)行采集，方便進(jìn)行飛機(jī)操縱系統(tǒng)的測(cè)試。實(shí)施例2 :如圖3所示，飛機(jī)操縱臂7為飛機(jī)腳蹬10。支架組件I為直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2的安裝支架，是ー個(gè)剛性支架，并可做三軸方向的位置調(diào)節(jié)和繞ー個(gè)軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2的安裝位置調(diào)節(jié)。直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2可產(chǎn)生固定值的カ或位移操縱信號(hào)，并可根據(jù)需要產(chǎn)生各種頻率的波形信號(hào)。機(jī)械傳動(dòng)桿5為雙鉸鏈拉壓桿，由兩頭的鉸鏈8與中部的拉壓桿9組成，用來(lái)防止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)約束。操縱臂夾具6為專(zhuān)用夾具，夾持于飛機(jī)腳蹬10施力點(diǎn)處，作為飛機(jī)腳蹬10操縱カ與操縱位移的輸入點(diǎn)。具體實(shí)施步驟如下(a)將支架組件I通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)架或飛機(jī)主結(jié)構(gòu)上；(b)將直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2夾裝固定干支架組件I上；(C)將カ傳感器3與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11相連并固緊；(d)將操縱盤(pán)夾具6夾持于飛機(jī)腳蹬10施力點(diǎn)處并固緊；(e)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿5將カ傳感器3與操縱臂夾具6相連接，并保證機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11做平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，腳蹬10、操縱臂夾具6、機(jī)械傳動(dòng)桿5、力傳感器3做可靠的跟隨運(yùn)動(dòng)；(f)將位移傳感器4固定干支架組件I上，并與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11平行，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿12與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11相連,當(dāng)機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿11平動(dòng)時(shí)，位移傳感器4做跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)；(g)調(diào)整支座組件I使駕駛桿處于中立位置，力傳感器3、位移傳感器4均處于零位；(h)通過(guò)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器2輸出操縱系統(tǒng)測(cè)試所需的力、位移信號(hào)，帶動(dòng)腳蹬10運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到模擬飛機(jī)操縱カ與操縱位移的目的，同時(shí)可通過(guò)カ傳感器3和位移傳 感器4對(duì)操縱力和操縱位移進(jìn)行采集，方便進(jìn)行飛機(jī)操縱系統(tǒng)的測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)操縱カ與操縱位移模擬方法，涉及支架組件(I)，機(jī)械傳動(dòng)桿(5)，操縱臂夾具(7)，機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿(12)，以及飛機(jī)操縱臂(7)，其特征在于，還涉及直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器(2)，力傳感器(3)和位移傳感器(4)，本方法采取如下步驟 (a)將支架組件(I)固定于試驗(yàn)臺(tái)架或飛機(jī)主結(jié)構(gòu)上； (b)將直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器( 2)固定干支架組件上； (c)將カ傳感器(3)串聯(lián)于機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿(11)上； (d)將操縱臂夾具(6)夾持于操縱臂(7)上； (e)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿(5)將カ傳感器(3)與操縱盤(pán)夾具(6)相連； (f)將位移傳感器⑷與通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿(12)與機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿(11)相連； (g)調(diào)整支座組件(I)使飛機(jī)操縱臂(7)處于中立位置，力傳感器(3)、位移傳感器(4)均處于零位； (h)通過(guò)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器(2)輸出操縱系統(tǒng)測(cè)試所需的力、位移信號(hào)，帶動(dòng)飛機(jī)操縱臂(7)運(yùn)動(dòng)，模擬飛機(jī)操縱カ與操縱位移，同時(shí)通過(guò)力傳感器和位移傳感器對(duì)操縱力和操縱位移進(jìn)行采集。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種飛機(jī)操縱カ與操縱位移模擬方法，其特征在于，涉及ー個(gè)機(jī)械傳動(dòng)桿(5)，為雙鉸鏈拉壓桿，由兩頭的鉸鏈(8)與中部的拉壓桿(9)固定連接而成。
全文摘要
本發(fā)明屬于航空測(cè)試領(lǐng)域，特別是涉及飛機(jī)操縱系統(tǒng)測(cè)試領(lǐng)域，其中支架組件(1)固定于試驗(yàn)臺(tái)架或飛機(jī)主結(jié)構(gòu)上，直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器(2)固定于支架組件(1)上，力傳感器(3)串聯(lián)于機(jī)械信號(hào)發(fā)生器輸出桿(11)上，操縱臂夾具(6)夾持于飛機(jī)操縱臂(7)上，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿(5)將力傳感器(3)與操縱臂夾具(6)相連，位移傳感器(4)通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)桿(12)與飛機(jī)操縱臂(7)相連，通過(guò)直線(xiàn)式機(jī)械信號(hào)發(fā)生器(2)輸出操縱系統(tǒng)測(cè)試所需的力、位移信號(hào)，帶動(dòng)飛機(jī)操縱臂(7)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到模擬飛機(jī)操縱力與操縱位移的目的，并降低了試驗(yàn)操作員的工作強(qiáng)度，提高試驗(yàn)效率，提高試驗(yàn)結(jié)果精確度。
文檔編號(hào)G01M13/00GK102645324SQ20111004275
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者張軍紅, 王慧, 賈建銘 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所