檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法及裝置，其方法包括：在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭；或者，在撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，在撓性軸的尾端設(shè)置探頭；在撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；在撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；根據(jù)旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取撓性軸的扭曲程度。本發(fā)明可以很方便、準(zhǔn)確地對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)方便、成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]從目前的國(guó)際形勢(shì)看，航空領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力。航空產(chǎn)品的優(yōu)良性能和工作穩(wěn)定性是提高航空領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證。這樣就對(duì)航空器件的質(zhì)量檢測(cè)有了更高的要求。
[0003]目前，在航空產(chǎn)品中，國(guó)內(nèi)對(duì)撓性傳動(dòng)軸產(chǎn)品的檢測(cè)，重點(diǎn)放在靜態(tài)的物理檢測(cè)，例如高溫極限、低溫極限、潮濕環(huán)境等的物理現(xiàn)象的觀察檢測(cè)。然而，撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)的扭曲程度其實(shí)也是決定撓性軸性能的很重要的因素。例如恒負(fù)載轉(zhuǎn)速變化、恒轉(zhuǎn)速負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速和負(fù)載同時(shí)變化三種情況引起的撓性軸扭曲程度的變化的檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分析撓性軸的使用時(shí)間和性能極限至關(guān)重要。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度檢測(cè)仍是一片空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法及裝置，旨在方便、準(zhǔn)確地對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度進(jìn)行檢測(cè)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法，包括:
[0006]在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在所述撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；或者，在所述撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，并在所述撓性軸的尾端設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；
[0007]在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0008]在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0009]根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
[0010]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)周期為撓性軸旋轉(zhuǎn)半周對(duì)應(yīng)的時(shí)間T。
[0011]優(yōu)選地，在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為T(mén)1'、T2'，其中，Tl' =Τ2' =Τ/2 ；在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為Τ1、Τ2，其中，Τ1+Τ2 = T0
[0012]優(yōu)選地，所述根據(jù)旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度的步驟包括:
[0013]根據(jù)11'32'、1'132計(jì)算1'1相對(duì)11'的相位偏移時(shí)間Λ T，或者計(jì)算T2相對(duì)T2'的相位偏移時(shí)間AT ；
[0014]根據(jù)所述相位偏移時(shí)間AT計(jì)算對(duì)應(yīng)的凸輪的偏轉(zhuǎn)相位Θ ；
[0015]根據(jù)偏轉(zhuǎn)相位Θ計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
[0016]優(yōu)選地，所述探頭為磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例還提出一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的裝置，包括:
[0018]設(shè)置模塊，用于在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在所述撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；或者，在所述撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，并在所述撓性軸的尾端設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；
[0019]第一采集模塊，用于在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0020]第二采集模塊，用于在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0021]計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
[0022]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)周期為撓性軸旋轉(zhuǎn)半周對(duì)應(yīng)的時(shí)間Τ。
[0023]優(yōu)選地，在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為Τ1'、Τ2'，其中，Tl' =Τ2' =Τ/2 ；在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為Τ1、Τ2，其中，Τ1+Τ2 = T0
[0024]優(yōu)選地，所述計(jì)算模塊，還用于根據(jù)Tl'、Τ2'、Τ1、Τ2計(jì)算Tl相對(duì)Tl'的相位偏移時(shí)間AT，或者計(jì)算Τ2相對(duì)Τ2'的相位偏移時(shí)間△ T ;根據(jù)所述相位偏移時(shí)間AT計(jì)算對(duì)應(yīng)的凸輪的偏轉(zhuǎn)相位Θ ;根據(jù)偏轉(zhuǎn)相位Θ計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
[0025]優(yōu)選地，所述探頭為磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提出的一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法及裝置，通過(guò)探頭檢測(cè)撓性軸上設(shè)置的凸輪在撓性軸加負(fù)載前后所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔，可以很方便、準(zhǔn)確地對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度進(jìn)行檢測(cè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度檢測(cè)的空白，且該檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)方便、成本低；理論依據(jù)嚴(yán)密，解決了國(guó)內(nèi)對(duì)航空撓性軸產(chǎn)品檢測(cè)一直局限在靜態(tài)物理現(xiàn)象的觀察試驗(yàn)的問(wèn)題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法較佳實(shí)施例的流程示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中撓性軸的側(cè)視圖；
[0029]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中撓性軸首端和尾端分別設(shè)置兩個(gè)凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中撓性軸尾端設(shè)置四個(gè)凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中撓性軸上凸輪的脈沖信號(hào)示意圖；
[0032]圖6是本發(fā)明檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的裝置較佳實(shí)施例的功能模塊示意圖。
[0033]為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚、明了，下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述。

【具體實(shí)施方式】
[0034]如圖1所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例提出一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法，包括:
[0035]步驟S101，在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在所述撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；或者，在所述撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，并在所述撓性軸的尾端設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；
[0036]其中，探頭具體可以采用磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭。
[0037]具體地，如圖2所示，在撓性軸上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，即凸輪1、凸輪2、凸輪3和凸輪4，在撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)探頭采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。
[0038]作為一種實(shí)施方式，可以在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩個(gè)凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置。具體設(shè)置如下:在撓性軸的首端設(shè)置凸輪I和凸輪3，凸輪I和凸輪3沿?fù)闲暂S的圓周呈180°設(shè)置，即位于同一平面上，如圖3所示(凸輪2隱藏)；在撓性軸的尾端設(shè)置凸輪2和凸輪4，凸輪2和凸輪4成180°設(shè)置，且凸輪2和凸輪4與凸輪I和凸輪3對(duì)應(yīng)間隔90度設(shè)置，如圖4所示(凸輪2隱藏)。
[0039]為了檢測(cè)撓性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各凸輪的脈沖信號(hào)，在撓性軸的兩端，對(duì)應(yīng)凸輪的側(cè)面，分別設(shè)置一個(gè)探頭，用以在撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。
[0040]作為另一種實(shí)施方式，考慮到兩端設(shè)置探頭的情況下，存在安裝誤差或者探頭的工藝誤差，兩端探頭工作時(shí)，兩者的起點(diǎn)不可能達(dá)到絕對(duì)的同步，由此會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，為避免這種情況產(chǎn)生的誤差，可以將四個(gè)凸輪均設(shè)置在撓性軸的尾端，這樣只需在尾端設(shè)置一個(gè)探頭來(lái)采集四個(gè)凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，由于四個(gè)凸輪的脈沖信號(hào)都是由一個(gè)探頭采集，因此可以避免不同探頭采集信號(hào)帶來(lái)的誤差。
[0041]步驟S102，在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0042]步驟S103，在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0043]步驟S104，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
[0044]以撓性軸的首端和尾端分別設(shè)置兩個(gè)凸輪為例，本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量原理如下:
[0045]結(jié)合圖2、圖3及圖5所示，通過(guò)撓性軸上的4個(gè)凸輪掃過(guò)磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭時(shí)將產(chǎn)生扭曲程度信號(hào)。
[0046]扭曲程度信號(hào)以四個(gè)脈沖為一個(gè)完整周期，撓性軸旋轉(zhuǎn)一周輸出四個(gè)連續(xù)脈沖。四個(gè)脈沖中，第1、3脈沖由撓性軸入口(首端)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸輪(凸輪I和凸輪3)產(chǎn)生，第2、4脈沖由扭轉(zhuǎn)軸出口(尾端)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸輪(凸輪2和凸輪4)產(chǎn)生。
[0047]當(dāng)撓性軸傳遞的扭矩為O時(shí)，理論上4個(gè)脈沖均勻分布，或者說(shuō)相隔90°相位，或者說(shuō)各相鄰脈沖之間有90°初始相位差。
[0048]當(dāng)撓性軸傳遞一定扭矩時(shí)，第2、4個(gè)脈沖相對(duì)于扭矩為O時(shí)將發(fā)生相位的偏移，偏移方向和大小對(duì)應(yīng)了測(cè)量扭曲程度。
[0049]結(jié)合圖2、圖3和圖5，詳細(xì)闡述本實(shí)施例的信號(hào)采集方法:
[0050]每4個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)周期(2T)，定義為360°?？紤]各凸輪的對(duì)稱(chēng)性，可以只處理半周期(T)，定義為180°。
[0051]信號(hào)采集時(shí)，不間斷地采集相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔(比如上升沿之間的間隔)，在扭轉(zhuǎn)方向固定的情況下，第2、4脈沖將產(chǎn)生AT相位偏移時(shí)間(以角度表示)。
[0052]具體地，在撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為T(mén)l'、T2'，Tl'代表凸輪2和凸輪I的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，Τ2'代表凸輪2和凸輪3的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，其中，Tl'=Τ2' = Τ/2(不計(jì)脈沖信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)度，即TO = O)。
[0053]在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為Τ1、Τ2，Τ1代表凸輪2和凸輪I的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，Τ2代表凸輪2和凸輪3的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，其中，T1+Τ2 = T (不計(jì)脈沖信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)度，即TO = O)。
[0054]然后，根據(jù)11'32'、1'132計(jì)算1'1相對(duì)11'的相位偏移時(shí)間AT，或者計(jì)算Τ2相對(duì)Τ2'的相位偏移時(shí)間ΛΤ(結(jié)合圖5所示的脈沖信號(hào)圖)。
[0055]其中，ΔΤ= (Tl-T2)/2 ；
[0056]具體計(jì)算過(guò)程如下:
[0057]如圖5所示，考慮探頭采集脈沖信號(hào)時(shí)，脈沖信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)度Τ0，則根據(jù)圖5上面的脈沖信號(hào)圖中Tl'、Τ2'可知，撓性軸的旋轉(zhuǎn)周期為T(mén) ;對(duì)應(yīng)到圖5下面的脈沖信號(hào)圖，則有如下關(guān)系式:
[0058]Τ1+Τ2+2Τ0 = T (I)
[0059]Τ1-ΔΤ+Τ0 = Τ/2 (2)
[0060]由上述⑴、⑵可以計(jì)算出:
[0061]AT = (Τ1_Τ2)/2。
[0062]之后，根據(jù)所述相位偏移時(shí)間Λ T計(jì)算凸輪2相對(duì)于凸輪I的偏轉(zhuǎn)相位Θ (也可以是，根據(jù)相位偏移時(shí)間Λ T計(jì)算凸輪2相對(duì)于凸輪3的偏轉(zhuǎn)相位Θ)；
[0063]其中:偏轉(zhuǎn)相位Θ = 180° *ΛΤ/Τ，Θ單位為(° )。
[0064]通常，扭曲程度與Θ成正比，其比例系數(shù)可以根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。
[0065]由此，根據(jù)偏轉(zhuǎn)相位Θ及設(shè)定的比例系數(shù)，可以計(jì)算得到撓性軸的扭曲程度。
[0066]本實(shí)施例通過(guò)上述方案，通過(guò)探頭檢測(cè)撓性軸上設(shè)置的凸輪在撓性軸加負(fù)載前后所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔，可以很方便、準(zhǔn)確地對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度進(jìn)行檢測(cè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度檢測(cè)的空白，且該檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)方便、成本低，降低了采用進(jìn)口檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用；理論依據(jù)嚴(yán)密，解決了國(guó)內(nèi)對(duì)航空撓性軸產(chǎn)品檢測(cè)一直局限在靜態(tài)物理現(xiàn)象的觀察試驗(yàn)的問(wèn)題。
[0067]如圖4所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例提出一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的裝置，包括:設(shè)置模塊201、第一采集模塊202、第二采集模塊203以及計(jì)算模塊204，其中:
[0068]設(shè)置模塊201，用于在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在所述撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；或者，在所述撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，并在所述撓性軸的尾端設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；
[0069]第一采集模塊202，用于在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0070]第二采集模塊203，用于在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔；
[0071]計(jì)算模塊204，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
[0072]其中，探頭具體可以采用磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭，或者還可以采用其探頭。
[0073]具體地，如圖2所示，在撓性軸上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，即凸輪1、凸輪2、凸輪3和凸輪4，在撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)探頭采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。
[0074]作為一種實(shí)施方式，可以在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩個(gè)凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置。具體設(shè)置如下:在撓性軸的首端設(shè)置凸輪I和凸輪3，凸輪I和凸輪3沿?fù)闲暂S的圓周呈180°設(shè)置，即位于同一平面上，如圖3所示(凸輪2隱藏)；在撓性軸的尾端設(shè)置凸輪2和凸輪4，凸輪2和凸輪4成180°設(shè)置，且凸輪2和凸輪4與凸輪I和凸輪3對(duì)應(yīng)間隔90度設(shè)置，如圖4所示(凸輪2隱藏)。
[0075]為了檢測(cè)撓性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各凸輪的脈沖信號(hào)，在撓性軸的兩端，對(duì)應(yīng)凸輪的側(cè)面，分別設(shè)置一個(gè)探頭，用以在撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。
[0076]作為另一種實(shí)施方式，考慮到兩端設(shè)置探頭的情況下，存在安裝誤差或者探頭的工藝誤差，兩端探頭工作時(shí)，兩者的起點(diǎn)不可能達(dá)到絕對(duì)的同步，由此會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，為避免這種情況產(chǎn)生的誤差，可以將四個(gè)凸輪均設(shè)置在撓性軸的尾端，這樣只需在尾端設(shè)置一個(gè)探頭來(lái)采集四個(gè)凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，由于四個(gè)凸輪的脈沖信號(hào)都是由一個(gè)探頭采集，因此可以避免不同探頭采集信號(hào)帶來(lái)的誤差。
[0077]以撓性軸的首端和尾端分別設(shè)置兩個(gè)凸輪為例，本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量原理如下:
[0078]結(jié)合圖2、圖3及圖5所示，通過(guò)撓性軸上的4個(gè)凸輪掃過(guò)磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭時(shí)將產(chǎn)生扭曲程度信號(hào)。
[0079]扭曲程度信號(hào)以四個(gè)脈沖為一個(gè)完整周期，撓性軸旋轉(zhuǎn)一周輸出四個(gè)連續(xù)脈沖。四個(gè)脈沖中，第1、3脈沖由撓性軸入口(首端)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸輪(凸輪I和凸輪3)產(chǎn)生，第2、4脈沖由扭轉(zhuǎn)軸出口(尾端)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸輪(凸輪2和凸輪4)產(chǎn)生。
[0080]當(dāng)撓性軸傳遞的扭矩為O時(shí)，理論上四個(gè)脈沖均勻分布，或者說(shuō)相隔90°相位，或者說(shuō)各相鄰脈沖之間有90°初始相位差。
[0081]當(dāng)撓性軸傳遞一定扭矩時(shí)，第2、4個(gè)脈沖相對(duì)于扭矩為O時(shí)將發(fā)生相位的偏移，偏移方向和大小對(duì)應(yīng)了測(cè)量扭曲程度。
[0082]結(jié)合圖2、圖3和圖5，詳細(xì)闡述本實(shí)施例的信號(hào)采集方法:
[0083]每四個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)周期(2T)，定義為360°?？紤]各凸輪的對(duì)稱(chēng)性，可以只處理半周期(T)，定義為180°。
[0084]信號(hào)采集時(shí)，不間斷地采集相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔(比如上升沿之間的間隔)，在扭轉(zhuǎn)方向固定的情況下，第2、4脈沖將產(chǎn)生AT相位偏移時(shí)間(以角度表示)。
[0085]具體地，在撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為T(mén)l'、T2'，Tl'代表凸輪2和凸輪I的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，Τ2'代表凸輪2和凸輪3的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，其中，Tl'=Τ2' = Τ/2(不計(jì)脈沖信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)度，即TO = O)。
[0086]在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為Τ1、Τ2，Τ1代表凸輪2和凸輪I的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，Τ2代表凸輪2和凸輪3的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔，其中，Τ1+Τ2 = T(不計(jì)脈沖信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)度，即TO = O)。
[0087]然后，根據(jù)11'32'、1'132計(jì)算1'1相對(duì)11'的相位偏移時(shí)間AT，或者計(jì)算Τ2相對(duì)Τ2'的相位偏移時(shí)間ΛΤ(結(jié)合圖5所示的脈沖信號(hào)圖)。
[0088]其中，ΔΤ= (Tl-T2)/2 ；
[0089]具體計(jì)算過(guò)程如下:
[0090]如圖5所示，考慮探頭采集脈沖信號(hào)時(shí)，脈沖信號(hào)維持的時(shí)間長(zhǎng)度Τ0，則根據(jù)圖5上面的脈沖信號(hào)圖中Tl'、Τ2'可知，撓性軸的旋轉(zhuǎn)周期為T(mén) ;對(duì)應(yīng)到圖5下面的脈沖信號(hào)圖，則有如下關(guān)系式:
[0091]Τ1+Τ2+2Τ0 = T (I)
[0092]Τ1-ΔΤ+Τ0 = Τ/2 (2)
[0093]由上述⑴、⑵可以計(jì)算出:
[0094]AT = (Τ1_Τ2)/2。
[0095]之后，根據(jù)所述相位偏移時(shí)間Λ T計(jì)算凸輪2相對(duì)于凸輪I的偏轉(zhuǎn)相位Θ (也可以是，根據(jù)相位偏移時(shí)間Λ T計(jì)算凸輪2相對(duì)于凸輪3的偏轉(zhuǎn)相位Θ)；
[0096]其中:偏轉(zhuǎn)相位Θ = 180° *ΛΤ/Τ，Θ單位為(° )。
[0097]通常，扭曲程度與Θ成正比，其比例系數(shù)可以根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。
[0098]由此，根據(jù)偏轉(zhuǎn)相位Θ及設(shè)定的比例系數(shù)，可以計(jì)算得到撓性軸的扭曲程度。
[0099]本實(shí)施例通過(guò)上述方案，通過(guò)探頭檢測(cè)撓性軸上設(shè)置的凸輪在撓性軸加負(fù)載前后所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔，可以很方便、準(zhǔn)確地對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度進(jìn)行檢測(cè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)對(duì)撓性軸帶負(fù)載動(dòng)態(tài)扭曲程度檢測(cè)的空白，且該檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)方便、成本低，降低了采用進(jìn)口檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用；理論依據(jù)嚴(yán)密，解決了國(guó)內(nèi)對(duì)航空撓性軸產(chǎn)品檢測(cè)一直局限在靜態(tài)物理現(xiàn)象的觀察試驗(yàn)的問(wèn)題。
[0100]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的方法，其特征在于，包括: 在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在所述撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；或者，在所述撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，并在所述撓性軸的尾端設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào); 在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔； 在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔； 根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)周期為撓性軸旋轉(zhuǎn)半周對(duì)應(yīng)的時(shí)間T。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為T(mén)1'、T2'，其中，ΤΓ =Τ2' =Τ/2 ;在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期Τ內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為ΤΙ、Τ2，其中，Τ1+Τ2=Τ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度的步驟包括: 根據(jù)ΤΓ、Τ2'、ΤΙ、Τ2計(jì)算Τ1相對(duì)Τ1'的相位偏移時(shí)間Λ Τ，或者計(jì)算Τ2相對(duì)Τ2'的相位偏移時(shí)間ΛΤ ； 根據(jù)所述相位偏移時(shí)間ΛΤ計(jì)算對(duì)應(yīng)的凸輪的偏轉(zhuǎn)相位Θ ； 根據(jù)偏轉(zhuǎn)相位Θ計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述探頭為磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭。
6.一種檢測(cè)撓性軸帶負(fù)載扭曲程度的裝置，其特征在于，包括: 設(shè)置模塊，用于在撓性軸的首端和尾端分別沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩凸輪，且尾端的凸輪與首端的凸輪間隔90度設(shè)置，在所述撓性軸的兩端分別設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；或者， 在所述撓性軸的尾端沿圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置四個(gè)凸輪，并在所述撓性軸的尾端設(shè)置探頭，用以在所述撓性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，采集對(duì)應(yīng)的凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)； 第一采集模塊，用于在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔； 第二采集模塊，用于在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，通過(guò)所述探頭采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)周期、采集的時(shí)間間隔計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)周期為撓性軸旋轉(zhuǎn)半周對(duì)應(yīng)的時(shí)間Τ。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在所述撓性軸未施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期T內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為T(mén)1'、T2'，其中，ΤΓ =Τ2' =Τ/2 ;在所述撓性軸施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)周期Τ內(nèi)，沿?fù)闲暂S的圓周方向，采集相鄰兩凸輪產(chǎn)生的脈沖信號(hào)之間的時(shí)間間隔為兩個(gè)，分別為ΤΙ、Τ2，其中，Τ1+Τ2=Τ。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述計(jì)算模塊，還用于根據(jù)1'1'、12'、1'1、12計(jì)算11相對(duì)11'的相位偏移時(shí)間ΛΤ，或者計(jì)算Τ2相對(duì)Τ2'的相位偏移時(shí)間△ Τ ;根據(jù)所述相位偏移時(shí)間△ Τ計(jì)算對(duì)應(yīng)的凸輪的偏轉(zhuǎn)相位Θ ;根據(jù)偏轉(zhuǎn)相位Θ計(jì)算獲取所述撓性軸的扭曲程度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述探頭為磁感應(yīng)探頭或電渦流探頭。
【文檔編號(hào)】G01M13/02GK104316322SQ201410610515
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】陳鯤, 王學(xué)良, 李海麗, 蔣路翔 申請(qǐng)人:中航工業(yè)南航（深圳）測(cè)控技術(shù)有限公司