專利名稱：智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種飛機操縱系統(tǒng)測試系統(tǒng)，具體涉及一種飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
操縱系統(tǒng)是飛機一個十分重要的系統(tǒng)，用來供飛行員操縱飛機繞縱軸、橫軸和立軸旋轉(zhuǎn)，以改變或保持飛機的飛行狀態(tài)。系統(tǒng)中的載荷機構(gòu)主要產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臈U力，便于飛行員操縱飛機。其中，平尾載荷機構(gòu)用來形成縱向操縱力，并使得操縱力隨著駕駛桿的行程、 飛行表速和高度的變化而改變；方向舵載荷機構(gòu)用來形成側(cè)向操縱(腳蹬)桿力；襟副翼載荷機構(gòu)用來形成橫向操縱桿力，并使操縱力的大小與駕駛桿行程成正比。上述載荷機構(gòu)是飛機操縱系統(tǒng)的重要附件，如果它們的工作不正常，就會出現(xiàn)桿重、桿輕和桿皮條故障， 并使桿力梯度發(fā)生變化，改變飛行員正常的操縱習(xí)慣和感覺，這些都會對飛機飛行性能的發(fā)揮造成直接影響，甚至危及飛行安全。因此，對載荷機構(gòu)進(jìn)行定期檢測，保證其性能良好和工作可靠就成為機務(wù)部門一項重要的和經(jīng)常性的工作。目前，飛機操縱系統(tǒng)中的載荷機構(gòu)沒有與之相配套的校驗設(shè)備，而維護(hù)規(guī)程和附件修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均有對操縱系統(tǒng)載荷機構(gòu)進(jìn)行全面性能校驗的要求，對于定檢校修件和故障件只能返廠送檢，這不僅會浪費大量的時間和財力，還會影響飛機的完好率，嚴(yán)重制約航空飛行保障工作的開展，影響飛行安全。因此，研制一種通用性強、測試手段先進(jìn)、精度高、工作可靠、操作方便和便于維護(hù)的智能型飛機載荷機構(gòu)測試系統(tǒng)，對提高飛機完好率，確保飛行安全都將具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有飛機操縱系統(tǒng)在定檢測試過程中存在的上述問題，提供了一種用于飛機操縱系統(tǒng)載荷機構(gòu)性能指標(biāo)綜合測試的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠滿足飛機維修部門承擔(dān)載荷機構(gòu)定檢、排故、新品裝機校驗和深度修理工作的需要。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電氣操縱臺和機械測試臺，機械測試臺包括底座、設(shè)置在底座上的立柱、伺服電機、以及載荷機構(gòu)夾具，立柱的側(cè)壁上設(shè)置有定位裝置和磁致伸縮式位移傳感器，立柱內(nèi)設(shè)置有傳動裝置； 定位裝置包括線性滑軌、沿線性滑軌滑動的滑塊和滑塊固定板，線性滑軌固定在立柱的側(cè)壁上，滑塊固定板上安裝有力傳感器，力傳感器與設(shè)置在電氣操縱臺內(nèi)的控制系統(tǒng)電連接； 磁致伸縮式位移傳感器的鐵磁材料測量感應(yīng)元件固定在立柱的側(cè)壁上，磁致伸縮式位移傳感器的應(yīng)變脈沖檢測器套在鐵磁材料測量感應(yīng)元件上，并通過支架固定在滑塊固定板上， 可沿鐵磁材料測量感應(yīng)元件上、下移動，磁致伸縮式位移傳感器的鐵磁材料測量感應(yīng)元件與設(shè)置在電氣操縱臺內(nèi)的控制系統(tǒng)電連接；傳動裝置為滾珠螺桿，滾珠螺桿的一端通過推力球軸承安裝在立柱的底部，并與伺服電機的電機軸連接，另一端通過深溝球軸承安裝在立柱的頂部，滑塊固定板與套裝在滾珠螺桿上的滾珠螺套固定；載荷機構(gòu)夾具包括上載荷機構(gòu)夾具和下載荷機構(gòu)夾具，上載荷機構(gòu)夾具可拆卸安裝在力傳感器下方的接頭上，下載荷機構(gòu)夾具可拆卸安裝在底座上，載荷機構(gòu)安裝在上載荷機構(gòu)夾具與下載荷機構(gòu)夾具之間。優(yōu)選的是，力傳感器通過力傳感器支座固定在滑塊固定板上。優(yōu)選的是，伺服電機安裝在底座內(nèi)，伺服電機的電機軸通過聯(lián)軸器與滾珠螺桿連接，驅(qū)動滾珠螺桿轉(zhuǎn)動控制載荷機構(gòu)的拉伸與壓縮。優(yōu)選的是，力傳感器采用拉伸/壓縮式力傳感器。優(yōu)選的是，機械測試臺還設(shè)置有外罩，外罩安裝在立柱的外部。優(yōu)選的是，電氣操縱臺包括電氣操縱臺臺體，電氣操縱臺臺體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)， 電氣操縱臺臺體表面安裝有位移顯示儀表、力顯示儀表和顯示器；控制系統(tǒng)包括工控機、與工控機相連接的打印機、以及PLC，工控機與顯示器連接，工控機依次通過RS232串行接口和RS232/RS422轉(zhuǎn)換模塊與PLC進(jìn)行通信，PLC通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機工作，工控機通過位移顯示儀表與位移傳感器連接，并通過力顯示儀表與力傳感器連接。優(yōu)選的是，工控機依次通過RS232串行接口和RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊分別與位移顯示儀表和力顯示儀表進(jìn)行通信。優(yōu)選的是，PLC與設(shè)置在立柱的側(cè)壁上的上限位行程開關(guān)、下限位行程開關(guān)和零點行程開關(guān)電連接，并與設(shè)置在電氣操縱臺上的控制按鈕和指示燈電連接。優(yōu)選的是，工控機內(nèi)設(shè)置有間隙消除模塊，用于自動消除載荷機構(gòu)安裝和傳動過程中不可避免的機械間隙、以及測試過程中拉、壓力兩個方向在零點附近的空行程。本發(fā)明的有益效果為(I)本發(fā)明載荷機構(gòu)夾具可以根據(jù)不同機型的載荷機構(gòu)進(jìn)行更換，能夠承擔(dān)多種機型載荷機構(gòu)力和位移等性能指標(biāo)的測試；且結(jié)構(gòu)簡潔，體積小，占地面積少。(2)采用工控機作為上位機，PLC作為下位機，伺服電機帶動滾珠螺桿作為執(zhí)行機構(gòu)，控制精度高，達(dá)到每300mm的導(dǎo)程誤差O. 018mm,且下位機通過上位機設(shè)定好的參數(shù)和流程實現(xiàn)整個測試過程的自動化，整個測試過程通過上位機顯示并記錄保存。(3)工控機內(nèi)設(shè)置有間隙消除模塊，用于自動消除載荷機構(gòu)安裝和傳動過程中不可避免的機械間隙、 以及測試過程中拉、壓力兩個方向在零點附近的空行程，確保了測試精度。(4)采用磁致伸縮式位移傳感器和拉伸/壓縮式力傳感器，并通過RS232串行接口進(jìn)行通信，傳感器采集的數(shù)據(jù)在傳送過程中精度沒有損失，測試精度高，位移測量精度可達(dá)到O. OOlmm,力測量精度可達(dá)0.02%FS。(5)本發(fā)明傳動裝置采用滾珠螺桿，滾珠螺桿的一端通過推力球軸承安裝在立柱的底部，另一端深溝球軸承安裝在立柱的頂部，采用一端固定另一端支撐的安裝方式，有助于保證滾珠螺桿運動的平穩(wěn)性和直線度，滾珠螺桿運動一段時間后產(chǎn)生的軸線熱脹能在支撐段釋放，不會使?jié)L珠螺桿承受內(nèi)應(yīng)力。(6)本發(fā)明具有良好的開敞性和可維護(hù)性，便于對測試系統(tǒng)進(jìn)行日常的檢查、維修和保養(yǎng)。


圖I為本發(fā)明具體實施方式
機械測試臺的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明具體實施方式
立柱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明具體實施方式
的控制系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的
具體實施例方式請參照說明書附圖，一種智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電氣操縱臺和機械測試臺，機械測試臺包括底座I、設(shè)置在底座I上的立柱2、伺服電機、以及載荷機構(gòu)夾具，伺服電機安裝在底座I內(nèi)，立柱2的側(cè)壁上設(shè)置有定位裝置和磁致伸縮式位移傳感器，立柱2內(nèi)設(shè)置有傳動裝置。定位裝置包括線性滑軌3、沿線性滑軌滑動的滑塊和滑塊固定板4，線性滑軌3固定在立柱2的側(cè)壁上，滑塊固定板4上安裝有力傳感器5，力傳感器5 通過力傳感器支座6固定在滑塊固定板4上，力傳感器5采用拉伸/壓縮式力傳感器，力傳感器5與設(shè)置在電氣操縱臺內(nèi)的控制系統(tǒng)電連接。磁致伸縮式位移傳感器的鐵磁材料測量感應(yīng)元件7固定在立柱2的側(cè)壁上，磁致伸縮式位移傳感器的應(yīng)變脈沖檢測器套在鐵磁材料測量感應(yīng)元件7上，并通過支架固定在滑塊固定板4上，可沿鐵磁材料測量感應(yīng)元件上、 下移動，磁致伸縮式位移傳感器的鐵磁材料測量感應(yīng)元件7與設(shè)置在電氣操縱臺內(nèi)的控制系統(tǒng)電連接。傳動裝置為滾珠螺桿，滾珠螺桿的一端通過推力球軸承安裝在立柱的底部，并通過聯(lián)軸器與伺服電機的電機軸連接，通過伺服電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動控制載荷機構(gòu)的拉伸與壓縮，另一端深溝球軸承安裝在立柱的頂部，滑塊固定板4與套裝在滾珠螺桿上的滾珠螺套固定。載荷機構(gòu)夾具包括上載荷機構(gòu)夾具8和下載荷機構(gòu)夾具9,上載荷機構(gòu)夾具8可拆卸安裝在力傳感器5上，下載荷機構(gòu)夾具9可拆卸安裝在底座I上，載荷機構(gòu)安裝在上載荷機構(gòu)夾具8與下載荷機構(gòu)夾具9之間。機械測試臺還設(shè)置有外罩10，外罩10安裝在立柱2 的外部。電氣操縱臺包括電氣操縱臺臺體，電氣操縱臺臺體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，電氣操縱臺臺體表面安裝有位移顯示儀表、力顯示儀表和顯示器；控制系統(tǒng)包括工控機、與工控機相連接的打印機、以及PLC，工控機與顯示器連接，工控機依次通過RS232串行接口和RS232/ RS422轉(zhuǎn)換模塊與PLC進(jìn)行通信，PLC通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機工作，工控機通過位移顯示儀表與位移傳感器連接，并通過力顯示儀表與力傳感器連接。工控機依次通過RS232 串行接口和RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊分別與位移顯示儀表和力顯示儀表進(jìn)行通信。PLC與設(shè)置在立柱的側(cè)壁上的上限位行程開關(guān)、下限位行程開關(guān)和零點行程開關(guān)電連接，并與設(shè)置在電氣操縱臺上的控制按鈕和指示燈電連接。工控機內(nèi)設(shè)置有間隙消除模塊，用于自動消除載荷機構(gòu)安裝和傳動過程中不可避免的機械間隙、以及測試過程中拉、壓力兩個方向在零點附近的空行程，確保了測試精度。工作原理通過控制按鈕選擇被測試載荷機構(gòu)的類型，然后選擇相應(yīng)的載荷機構(gòu)夾具，通過安裝銷將被測試載荷機構(gòu)安裝在機械測試臺上，根據(jù)被測試載荷機構(gòu)的類型調(diào)整力傳感器的起始位置，然后開始測試。此時，工控機發(fā)送指令給PLC，PLC通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機工作，帶動滾珠螺桿轉(zhuǎn)動，使滑塊固定板上、下移動，實現(xiàn)載荷機構(gòu)的拉伸或壓縮。在載荷機構(gòu)拉伸或壓縮過程中，由磁致伸縮式位移傳感器采集位移信號，發(fā)送給位移顯示儀表實時顯示位移，位移顯示儀表將接收的位移信號通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊與工控機的 RS232串行接口發(fā)送給工控機；同時，由拉伸/壓縮式力傳感器采集力信號，發(fā)送給力顯示儀表實時顯示力的大小，力顯示儀表接收的力信號通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊與RS232串行接口發(fā)送給工控機。工控機接收、保存由磁致伸縮式位移傳感器采集的位移信號和由拉伸/壓縮式力傳感器采集的力信號，并繪制載荷機構(gòu)的力-位移特性曲線，特性曲線和測試數(shù)據(jù)可通過打印機打印出來，便于長期保存。當(dāng)?shù)竭_(dá)測試終點時，工控機通過RS232/RS422 轉(zhuǎn)換模塊給PLC發(fā)送指令，PLC接到指令后，通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機的停止工作，然后，控制伺服電機反向運轉(zhuǎn)，使力傳感器回到起始位置。測試完成后，控制系統(tǒng)自動將記錄的力、位移測試數(shù)據(jù)與載荷機構(gòu)的技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行對比，并根據(jù)繪制的力-位移特性曲線有無突變，從而判斷測試的載荷機構(gòu)是否合格。
權(quán)利要求
1.一種智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括電氣操縱臺和機械測試臺，機械測試臺包括底座、設(shè)置在底座上的立柱、伺服電機、以及載荷機構(gòu)夾具，立柱的側(cè)壁上設(shè)置有定位裝置和磁致伸縮式位移傳感器，立柱內(nèi)設(shè)置有傳動裝置；定位裝置包括線性滑軌、沿線性滑軌滑動的滑塊和滑塊固定板，線性滑軌固定在立柱的側(cè)壁上，滑塊固定板上安裝有力傳感器，力傳感器與設(shè)置在電氣操縱臺內(nèi)的控制系統(tǒng)電連接；磁致伸縮式位移傳感器的鐵磁材料測量感應(yīng)元件固定在立柱的側(cè)壁上，磁致伸縮式位移傳感器的應(yīng)變脈沖檢測器套在鐵磁材料測量感應(yīng)元件上，并通過支架固定在滑塊固定板上，可沿鐵磁材料測量感應(yīng)元件上、下移動，磁致伸縮式位移傳感器的鐵磁材料測量感應(yīng)元件與設(shè)置在電氣操縱臺內(nèi)的控制系統(tǒng)電連接；傳動裝置為滾珠螺桿，滾珠螺桿的一端通過推力球軸承安裝在立柱的底部，并與伺服電機的電機軸連接，另一端通過深溝球軸承安裝在立柱的頂部， 滑塊固定板與套裝在滾珠螺桿上的滾珠螺套固定；載荷機構(gòu)夾具包括上載荷機構(gòu)夾具和下載荷機構(gòu)夾具，上載荷機構(gòu)夾具可拆卸安裝在力傳感器下方的接頭上，下載荷機構(gòu)夾具可拆卸安裝在底座上，載荷機構(gòu)安裝在上載荷機構(gòu)夾具與下載荷機構(gòu)夾具之間。
2.如權(quán)利要求I所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于力傳感器通過力傳感器支座固定在滑塊固定板上。
3.如權(quán)利要求I所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于伺服電機安裝在底座內(nèi)，伺服電機的電機軸通過聯(lián)軸器與滾珠螺桿連接，驅(qū)動滾珠螺桿轉(zhuǎn)動控制載荷機構(gòu)的拉伸與壓縮。
4.如權(quán)利要求I所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于力傳感器采用拉伸/壓縮式力傳感器。
5.如權(quán)利要求I所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于電氣操縱臺包括電氣操縱臺臺體，電氣操縱臺臺體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，電氣操縱臺臺體表面安裝有位移顯示儀表、力顯示儀表和顯示器；控制系統(tǒng)包括工控機、與工控機相連接的打印機、以及 PLC，工控機與顯示器連接，工控機依次通過RS232串行接口和RS232/RS422轉(zhuǎn)換模塊與PLC 進(jìn)行通信，PLC通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機工作，工控機通過位移顯示儀表與位移傳感器連接，并通過力顯示儀表與力傳感器連接。
6.如權(quán)利要求5所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于工控機依次通過RS232串行接口和RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊分別與位移顯示儀表和力顯示儀表進(jìn)行通 目。
7.如權(quán)利要求5所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于PLC與設(shè)置在立柱的側(cè)壁上的上限位行程開關(guān)、下限位行程開關(guān)和零點行程開關(guān)電連接，并與設(shè)置在電氣操縱臺上的控制按鈕和指示燈電連接。
8.如權(quán)利要求5所述的智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，其特征在于工控機內(nèi)設(shè)置有間隙消除模塊，用于自動消除載荷機構(gòu)安裝和傳動過程中不可避免的機械間隙、以及測試過程中拉、壓力兩個方向在零點附近的空行程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能型飛機載荷機構(gòu)通用測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電氣操縱臺和機械測試臺，機械測試臺包括底座、設(shè)置在底座上的立柱、伺服電機、以及載荷機構(gòu)夾具，立柱的側(cè)壁上設(shè)置有定位裝置和磁致伸縮式位移傳感器，立柱內(nèi)設(shè)置有傳動裝置，傳動裝置與伺服電機的電機軸連接。本發(fā)明載荷機構(gòu)夾具可以根據(jù)不同機型的載荷機構(gòu)進(jìn)行更換，能夠承擔(dān)多種機型載荷機構(gòu)力和位移性能指標(biāo)的測試；采用工控機作為上位機，PLC作為下位機，伺服電機帶動滾珠螺桿作為執(zhí)行機構(gòu)，控制精度高，達(dá)到每300mm的導(dǎo)程誤差為0.018mm，且測試精度高，可達(dá)到0.001mm。
文檔編號G01L5/22GK102589783SQ201210052019
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者任劍, 劉振崗, 周凱, 唐有才, 王占勇, 胡軍, 鄒剛 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院青島分院