專利名稱：飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣動載荷模擬裝置，特別涉及一種飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置。
背景技術：
為改善飛機飛行中的空氣動力，現代的飛機普遍設計為可收放的起落架，在空中飛行時將起落架收起在機身或機翼內部，在起飛、降落過程中將起落架放下承受地面載荷。 因此，飛機在空中飛行時需要完成起落架的收起和放下動作。由于空氣阻力的影響，起落架在收放時會受到氣動力的影響，該氣動力水平均勻分布于起落架上，影響起落架撐桿作動筒與上位鎖的收放功能。因此，在飛機起落架設計研發階段，需要氣動載荷模擬裝置對其進行收放試驗以模擬起落架的正常使用情況。目前，在起落架收放試驗中，氣動載荷的模擬加載一直是試驗的難點，其難度在于需要隨時保證氣動載荷的水平方向并模擬載荷的大小，發達國家對于起落架收放系統的研究比較成熟，普遍采用起落架現代設計技術，將飛機起落架安裝于風洞之中進行起飛、降落的模擬試驗，此試驗方法較為接近起落架真實使用情況，試驗結果準確可靠，但試驗耗資巨大，且建設周期過長，不宜在短時間內進行。國內對于起落架收放試驗的研究一般在無風洞條件下進行。由于起落架在真實收放過程中受到的力為一個分布力系，在試驗中模擬極為困難，因此普遍將該分布力系進行簡化，應用鉸鏈力矩等效原理將該氣動載荷簡化為一個或幾個集中力來施加于起落架上。 根據試驗裝置的不同主要分為以下兩中
(a)液壓伺服作動筒加載方案
該方案結構較為簡單，負載模擬的跟蹤性能較好，但其不足之處在于對液壓作動筒的要求較高。第一，對作動筒尺寸要求較大，作動筒過小無法提供足夠的行程用于起落架的收放，作動筒過大安裝可能產生干涉；第二，需要建設一整套完備的液壓伺服控制系統，試驗周期較長，投入較大。(b)質量塊-凸輪-滑軌加載方案
該方案氣動載荷較為接近真實情況，載荷方向性好，但其不足之處有如下幾點第一， 結構設計較為復雜，鋼絲繩數量過多導致易與起落架產生干涉；第二，根據起落架上氣動載荷的大小只能設計唯一的凸輪形狀與之對應，對應于某些載荷工況可能無法設計出相應的凸輪來滿足其加載要求；第三，加載中質量塊隨著起落架的收放會產生晃動，存在一定的安 全隱患。因此，針對目前國內外飛機起落架收放試驗所需的氣動載荷模擬裝置的不足，很有必要在現有技術的基礎之上，設計一種能完成模擬飛機起落架收放試驗的氣動載荷模擬裝置。
發明內容
發明目的本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種結構設計合理、自動化程度高、操作方便，能準確控制氣動載荷大小和方向，用于模擬飛機起落架收放的氣動載荷模擬裝置。技術方案為了實現以上目的，本發明所采取的技術方案為
一種飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，它包括試驗臺架、起落架、連接在起落架上的撐桿作動筒、支撐架、氣動載荷跟隨裝置與氣動載荷模擬裝置，所述的氣動載荷跟隨裝置包括安裝在支撐架上的滾珠絲桿、安裝在滾珠絲桿上的螺母、一號伺服電機、升降臺、角度傳感器，其中滾珠絲桿下端安裝有聯軸器并與伺服電機輸出軸連接，升降臺固定安裝于螺母上，隨螺母做升降運動；所述的氣動載荷模擬裝置包括兩套加載機構，每一套加載機構均包括二號伺服電機、減速器、圓盤、鋼絲繩，所述的二號伺服電機安裝于減速器上， 減速器固定安裝在升降臺上，圓盤安裝在減速器的輸出端上，鋼絲繩一端繞在圓盤上，鋼絲繩的另一端連接到起落架上。本發明提供的伺服電機氣動載荷模擬裝置，模擬試驗過程中，起落架所受的氣動載荷由氣動載荷模擬裝置提供，起落架所受的氣動載荷方向由氣動載荷跟隨裝置控制。作為優選方案，以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的滾珠絲桿的上端通過法蘭盤固定在槽鋼架上。所述的槽鋼架前端與試驗臺架焊接為一體，可避免試驗過程中支撐架的抖動影響試驗精度。作為優選方案，以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的支撐座上安裝有4個導軌支座，4個導軌的下端分別安裝在4個導軌支座上，4個導軌的上端分別穿過升降臺后由螺母連接到槽鋼架上；作為進一步的優選方案，所述的導軌支座上部安置有用于緩沖升降臺的彈簧，且所述的升降臺上還安裝有4個直線法蘭軸承，4個導軌穿過升降臺后再分別穿過直線法蘭軸承。安裝有4個導軌后當升降臺隨著滾珠絲桿做升降運動時可以保證升降臺始終保持水平狀態，從而可以控制好氣動載荷的大小和方向。作為優選方案，以上所述的氣動載荷模擬裝置，所述的載荷模擬裝置的兩套加載機構以升降臺中心為對稱點安裝在升降臺上，這樣兩套加載機構中的鋼絲繩可對稱的連接在起落架的兩側，從而可以保證試驗中鋼絲繩的拉力不會對起落架產生扭矩的影響。作為優選方案，以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的支撐架底部安裝有可調節高度的地腳螺栓，通過水平儀調整地腳螺栓高度，使支撐架處于水平狀態，提高模擬試驗的準確性。作為優選方案，以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，起落架與機身鉸接處連接到單、雙叉耳支座上，單、雙叉耳支座上安裝有關節軸承，從而可以保證起落架支柱與夾具交點不直接承受力矩，而由各交點力平衡。以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的撐桿作動筒連接液壓動力系統，為起落架的收放提供動力源。以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的角度傳感器安裝在起落架與機身的鉸接點處，用于測量起落架收放角度，從而來控制升降臺的升降高度。有益效果本發明提供的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置與現有技術相比具有以下優點
1.發明提供的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，結構設計合理，操作方便，所設計的氣動載荷跟隨裝置控制起落架收放過程中的氣動載荷方向，氣動載荷模擬裝置控制起落架收放過程中氣動載荷大小，其中兩套氣動載荷跟隨裝置分別獨立地對稱安裝在起落架兩側，保證了試驗中鋼絲繩的拉力不會對起落架產生扭矩的影響，試驗過程中氣動載荷方向和氣動載荷大小精確，試驗結果準確。2.本發明提供的伺服電機氣動載荷模擬裝置，鋼絲繩的數量由原來的12條減少至2條，鋼絲繩拉扯線路簡單明了，可減少試驗過程中相互干涉的可能，提高實驗的準確性。3.本發明提供的伺服電機氣動載荷模擬裝置采用伺服電機控制載荷的方向及大小，相比于傳統采用液壓作動筒的實驗方案，響應速度更快，載荷精度更高。4、本發明提供的伺服電機氣動載荷模擬裝置自動化程度高，適用范圍廣泛，可適用于不同形式的起落架，所有操作動作均有電腦自動控制，試驗中無需人工操作，減少了人工成本及試驗誤操作的可能性。
圖1是本發明提供的伺服電機氣動載荷模擬裝置在收放試驗時的結構示意圖。圖2是圖1中氣動載荷跟隨裝置與氣動載荷模擬裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。如圖1和圖2所示，一種飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，它包括 試驗臺架1、起落架2、連接在起落架2上的撐桿作動筒3、支撐架4、氣動載荷跟隨裝置與氣動載荷模擬裝置，所述的撐桿作動筒3連接液壓動力系統為其提供動力，所述的氣動載荷跟隨裝置包括安裝在支撐架4上的滾珠絲桿5、安裝在滾珠絲桿5上的螺母6、一號伺服電機7、升降臺8、角度傳感器，其中滾珠絲桿5下端安裝有聯軸器并與伺服電機7輸出軸連接，升降臺8固定安裝于螺母6上，隨螺母6做升降運動；所述的氣動載荷模擬裝置包括兩套加載機構，每一套加載機構均包括二號伺服電機9、減速器10、圓盤11、鋼絲繩12，所述的二號伺服電機9安裝于減速器10上，減速器10固定安裝在升降臺8上，圓盤11安裝在減速器10的輸出端上，鋼絲繩12 —端繞在圓盤11上，鋼絲繩12的另一端連接到起落架2上。以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的滾珠絲桿5的上端通過法蘭盤固定在槽鋼架13上。以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的支撐架4上安裝有4個導軌支座14，4個導軌15的下端分別安裝在4個導軌支座14上，升降臺8上安裝有4個直線法蘭軸承17，4個導軌15的上端分別穿過升降臺8和4個直線法蘭軸承17后由螺母連接到槽鋼架13上，并在所述的導軌支座14上部安置有用于緩沖升降臺8的彈簧 16。以上所述的氣動載荷模擬裝置，所述的載荷模擬裝置的兩套加載機構以升降臺8的中心為對稱點安裝在升降臺8上，兩套加載機構中的鋼絲繩12對稱的連接在起落架2的兩側，可保證試驗中鋼絲繩12的拉力不會對起落架2產生扭矩的影響。以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的支撐架4底部安裝有可調節高度的地腳螺栓18。以上所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，所述的起落架2與機身鉸接處連接到單、雙叉耳支座上，單、雙叉耳支座上安裝有關節軸承。本發明提供的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置實際工作原理為試驗開始前，起落架2處于放下狀態，手動控制升降臺8高度直至鋼絲繩12處于水平狀態， 當試驗開始時，起落架2的液壓系統提供高壓油，推動撐桿作動筒3往外伸，起落架2便沿著與機身的鉸接點旋轉逐漸往上收起，在此過程中，一號伺服電機7轉動，由聯軸器帶動滾珠絲桿5 —起轉動，此時固定在螺母6上的升降臺8隨著滾珠絲桿5的轉動而向上運動，并且一號伺服電機7由安裝于起落架2上的角度傳感器輸出的角度信號控制其轉速，使得起落架2在收起過程中鋼絲繩12—直處于水平狀態，保證氣動載荷方向處于水平方向。與此同時，安裝在升降臺8上的減速器10及其安裝在減速器10上的二號伺服電機9隨升降臺8 一起向上運動，在起落架2收起過程中，減速器10輸出端圓盤11纏繞的鋼絲繩12另一端連接在起落架2上，圓盤11拉動鋼絲繩12給起落架2水平拉力，從而進行載荷模擬以阻止起落架2的收起運動，其中二號伺服電機9可以控制圓盤11纏繞的鋼絲繩12的長度來調整氣動載荷大小，當起落架2收起至額定角度時碰到上位鎖并上鎖，此時收起過程完成。然后起落架2放下過程與收起過程相反，直到起落架2完全放下并順利上鎖，一個收放過程結束ο本發明提供的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置能準確用于模擬飛機起落架收放動作，為飛機起落架設計研發提供準確的檢測結果。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，其特征在于，它包括試驗臺架(1)、起落架O)、連接在起落架( 上的撐桿作動筒(3)、支撐架G)、氣動載荷跟隨裝置與氣動載荷模擬裝置，所述的氣動載荷跟隨裝置包括安裝在支撐架(4)上的滾珠絲桿(5)、 安裝在滾珠絲桿( 上的螺母(6)、一號伺服電機(7)、升降臺(8)、角度傳感器，其中滾珠絲桿(5)下端安裝有聯軸器并與伺服電機(7)輸出軸連接，升降臺(8)固定安裝于螺母(6) 上，隨螺母(6)做升降運動；所述的氣動載荷模擬裝置包括兩套加載機構，每一套加載機構均包括二號伺服電機(9)、減速器(10)、圓盤(11)、鋼絲繩(12)，所述的二號伺服電機(9) 安裝于減速器(10)上，減速器(10)固定安裝在升降臺⑶上，圓盤(11)安裝在減速器(10) 的輸出端上，鋼絲繩(1 一端繞在圓盤(11)上，鋼絲繩(1 的另一端連接到起落架(2) 上。
2.根據權利要求1所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的滾珠絲桿(5)的上端通過法蘭盤固定在槽鋼架(13)上。
3.根據權利要求1所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的支撐架(4)上安裝有4個導軌支座(14)，4個導軌(15)的下端分別安裝在4個導軌支座(14)上，4個導軌(15)的上端分別穿過升降臺⑶后由螺母連接到槽鋼架(13) 上。
4.根據權利要求3所述的氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的導軌支座(14)上部安置有用于緩沖升降臺(8)的彈簧(16)。
5.根據權利要求4所述的氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的升降臺(8)上還安裝有4個直線法蘭軸承(17)，4個導軌(15)穿過升降臺⑶后分別穿過直線法蘭軸承(17)。
6.根據權利要求1所述的氣動載荷模擬裝置，其特征在于，載荷模擬裝置的兩套加載機構以升降臺(8)的中心為對稱點安裝在升降臺(8)上，兩套加載機構中的鋼絲繩(12)對稱的連接在起落架O)的兩側。
7.根據權利要求1所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的支撐架(4)底部安裝有可調節高度的地腳螺栓(18)。
8.根據權利要求1所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的起落架( 與機身鉸接處連接到單、雙叉耳支座上，單、雙叉耳支座上安裝有關節軸承。
9.根據權利要求1所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，其特征在于，所述的撐桿作動筒(3)連接液壓動力系統。
10.根據權利要求1至9任一項所述的飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置， 其特征在于，所述的角度傳感器安裝在起落架( 與機身的鉸接點處。
全文摘要
本發明公開了一種飛機起落架收放的伺服電機氣動載荷模擬裝置，它包括試驗臺架(1)、起落架(2)、連接在起落架(2)上的撐桿作動筒(3)、支撐架(4)、氣動載荷跟隨裝置與氣動載荷模擬裝置，所述的氣動載荷跟隨裝置控制起落架收放過程中的氣動載荷方向，氣動載荷模擬裝置控制起落架收放過程中氣動載荷大小。本發明提供的伺服電機氣動載荷模擬裝置結構設計合理、自動化程度高、操作方便，能適用于各種類型的飛機起落架的收放模擬檢測，可為飛機起落架設計研發提供準確的檢測結果。
文檔編號G01M99/00GK102494908SQ20111036608
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者印寅, 張明, 杜楠楠, 樊蕊, 聶宏, 魏小輝 申請人:南京航空航天大學