專利名稱：一種飛機操縱力與操縱位移模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空測試領(lǐng)域，特別是涉及飛機操縱系統(tǒng)測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在飛機設(shè)計中，操縱系統(tǒng)性能測試試驗是飛機設(shè)計過程中不可或缺的，而在操縱系統(tǒng)性能測試試驗過程中，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飛機進行操縱。在靜態(tài)測試中，可以由人對駕駛桿以及腳蹬進行操縱，通過力、位移傳感器讀取，但由于人操縱時個人身體素質(zhì)、個人習(xí)慣等干擾因素的影響，會增加測試結(jié)果誤差。并且人操縱時，不能夠精確輸入某個量值的操縱カ或操縱位移，無法精確測試。在動態(tài)試驗中，人操縱無法模擬階躍信號、正弦信號以及其他高頻信號。另外，在申請?zhí)枮?01010119274. 4的專利中，提出了一種飛機駕駛桿力測量組件 及測量方法，為手柄式的測量組件，即需要人操縱駕駛桿測量其操縱力，無法滿足精確測量和動態(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操縱系統(tǒng)操縱カ與操縱位移難以模擬的問題，尤其是精確模擬和動態(tài)信號的模擬，本發(fā)明提出一種飛機操縱カ與操縱位移模擬方法，可實現(xiàn)操縱カ與操縱位移精確控制，并且通過操縱力與操縱位移的曲線精確得出飛機操縱系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)值，同時，可以實現(xiàn)動態(tài)操縱カ信號與操縱位移信號的模擬，如階躍信號、高頻正弦信號、方波信號、三角波信號以及鋸齒波信號，以實現(xiàn)對飛機操縱系統(tǒng)動、靜態(tài)性能的測試需求。本發(fā)明的具體方案本發(fā)明提出的一種飛機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，直線式機械信號發(fā)生器2，力傳感器3，位移傳感器4，機械傳動桿5，操縱臂夾具6，機械聯(lián)動桿12，以及飛機操縱臂7。具體實施步驟如下(a)將支架組件I固定于試驗臺架或飛機主結(jié)構(gòu)上；(b)將直線式機械信號發(fā)生2器固定干支架組件I上；(c)將カ傳感器3串聯(lián)于機械信號發(fā)生器輸出桿12上；(d)將操縱臂夾具6夾持于飛機操縱臂7上；(e)通過機械傳動桿將5力傳感器3與操縱臂夾具6相連；(f)將位移傳感器4與直線式機械信號發(fā)生器2并聯(lián)；(g)調(diào)整支座組件I使飛機操縱臂處7于中立位置，力傳感器3、位移傳感器4均處于零位；(h)通過直線式機械信號發(fā)生器2輸出操縱系統(tǒng)測試所需的力、位移信號，帶動飛機操縱臂7運動，從而達到模擬飛機操縱カ與操縱位移的目的，同時可通過カ傳感器3和位移傳感器4對操縱力和操縱位移進行采集，方便進行飛機操縱系統(tǒng)的測試。本發(fā)明采用的機械傳動桿(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，具有適應(yīng)性強，可靠性高，準(zhǔn)確度高的特點，尤其對于飛機操縱系統(tǒng)動、靜態(tài)性能測試方面，極大降低了試驗所需的人力物力，降低了試驗操作員的工作強度，提高試驗效率，提高試驗結(jié)果精確度。


圖I是ー種飛機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是直線式機械信號發(fā)生器，3是カ傳感器，4是位移傳感器，5是機械傳動桿，6是操縱臂夾具，7是飛機操縱臂，8是鉸鏈，9是雙鉸鏈拉壓桿，10是腳蹬，11是信號發(fā)生器輸出桿，12是機械聯(lián)動桿。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的說明 本方法涉及支架組件I，直線式機械信號發(fā)生器2，力傳感器3，位移傳感器4，機械傳動桿5，操縱臂夾具6，飛機操縱臂7。實施例I :如圖I所示，飛機操縱臂7為飛機駕駛桿。支架組件I為直線式機械信號發(fā)生器2的安裝支架，是ー個剛性支架，并可做三軸方向的位置調(diào)節(jié)和繞ー個軸向的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)直線式機械信號發(fā)生器2的安裝位置調(diào)節(jié)。直線式機械信號發(fā)生器2可產(chǎn)生固定值的カ或位移操縱信號，并可根據(jù)需要產(chǎn)生各種頻率的波形信號。機械傳動桿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，用來防止傳動機構(gòu)過約束。操縱臂夾具6為專用夾具，夾持于飛機駕駛桿飛行員握點處，作為飛機駕駛桿操縱カ與操縱位移的輸入點。具體實施步驟如下(a)將支架組件I通過螺栓固定于試驗臺架或飛機主結(jié)構(gòu)上；(b)將直線式機械信號發(fā)生器2夾裝固定干支架組件I上；(C)將カ傳感器3與機械信號發(fā)生器輸出桿11相連并固緊；(d)將操縱盤夾具6夾持于操縱桿飛行員握點處并固緊；(e)通過機械傳動桿5將カ傳感器3與操縱臂夾具6相連接，并保證機械信號發(fā)生器輸出桿11做平動運動吋，駕駛桿、操縱臂夾具6、機械傳動桿5、力傳感器3做可靠的跟隨運動；(f)將位移傳感器4固定干支架組件I上，并與機械信號發(fā)生器輸出桿11平行，通過機械聯(lián)動桿12與機械信號發(fā)生器輸出桿11相連,當(dāng)機械信號發(fā)生器輸出桿11平動時，位移傳感器4做跟隨轉(zhuǎn)動；(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)通過直線式機械信號發(fā)生器2輸出操縱系統(tǒng)測試所需的力、位移信號，帶動駕駛盤運動，從而達到模擬飛機操縱カ與操縱位移的目的，同時可通過カ傳感器3和位移傳感器4對操縱力和操縱位移進行采集，方便進行飛機操縱系統(tǒng)的測試。實施例2 :如圖3所示，飛機操縱臂7為飛機腳蹬10。支架組件I為直線式機械信號發(fā)生器2的安裝支架，是ー個剛性支架，并可做三軸方向的位置調(diào)節(jié)和繞ー個軸向的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)直線式機械信號發(fā)生器2的安裝位置調(diào)節(jié)。直線式機械信號發(fā)生器2可產(chǎn)生固定值的カ或位移操縱信號，并可根據(jù)需要產(chǎn)生各種頻率的波形信號。機械傳動桿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，用來防止傳動機構(gòu)過約束。操縱臂夾具6為專用夾具，夾持于飛機腳蹬10施力點處，作為飛機腳蹬10操縱カ與操縱位移的輸入點。具體實施步驟如下(a)將支架組件I通過螺栓固定于試驗臺架或飛機主結(jié)構(gòu)上；(b)將直線式機械信號發(fā)生器2夾裝固定干支架組件I上；(C)將カ傳感器3與機械信號發(fā)生器輸出桿11相連并固緊；(d)將操縱盤夾具6夾持于飛機腳蹬10施力點處并固緊；(e)通過機械傳動桿5將カ傳感器3與操縱臂夾具6相連接，并保證機械信號發(fā)生器輸出桿11做平動運動時，腳蹬10、操縱臂夾具6、機械傳動桿5、力傳感器3做可靠的跟隨運動；(f)將位移傳感器4固定干支架組件I上，并與機械信號發(fā)生器輸出桿11平行，通過機械聯(lián)動桿12與機械信號發(fā)生器輸出桿11相連,當(dāng)機械信號發(fā)生器輸出桿11平動時，位移傳感器4做跟隨轉(zhuǎn)動；(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)通過直線式機械信號發(fā)生器2輸出操縱系統(tǒng)測試所需的力、位移信號，帶動腳蹬10運動，從而達到模擬飛機操縱カ與操縱位移的目的，同時可通過カ傳感器3和位移傳 感器4對操縱力和操縱位移進行采集，方便進行飛機操縱系統(tǒng)的測試。
權(quán)利要求
1.一種飛機操縱カ與操縱位移模擬方法，涉及支架組件(I)，機械傳動桿(5)，操縱臂夾具(7)，機械聯(lián)動桿(12)，以及飛機操縱臂(7)，其特征在于，還涉及直線式機械信號發(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)固定于試驗臺架或飛機主結(jié)構(gòu)上； (b)將直線式機械信號發(fā)生器( 2)固定干支架組件上； (c)將カ傳感器(3)串聯(lián)于機械信號發(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)通過機械傳動桿(5)將カ傳感器(3)與操縱盤夾具(6)相連； (f)將位移傳感器⑷與通過機械聯(lián)動桿(12)與機械信號發(fā)生器輸出桿(11)相連； (g)調(diào)整支座組件(I)使飛機操縱臂(7)處于中立位置，力傳感器(3)、位移傳感器(4)均處于零位； (h)通過直線式機械信號發(fā)生器(2)輸出操縱系統(tǒng)測試所需的力、位移信號，帶動飛機操縱臂(7)運動，模擬飛機操縱カ與操縱位移，同時通過力傳感器和位移傳感器對操縱力和操縱位移進行采集。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種飛機操縱カ與操縱位移模擬方法，其特征在于，涉及ー個機械傳動桿(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)明屬于航空測試領(lǐng)域，特別是涉及飛機操縱系統(tǒng)測試領(lǐng)域，其中支架組件(1)固定于試驗臺架或飛機主結(jié)構(gòu)上，直線式機械信號發(fā)生器(2)固定于支架組件(1)上，力傳感器(3)串聯(lián)于機械信號發(fā)生器輸出桿(11)上，操縱臂夾具(6)夾持于飛機操縱臂(7)上，通過機械傳動桿(5)將力傳感器(3)與操縱臂夾具(6)相連，位移傳感器(4)通過機械聯(lián)動桿(12)與飛機操縱臂(7)相連，通過直線式機械信號發(fā)生器(2)輸出操縱系統(tǒng)測試所需的力、位移信號，帶動飛機操縱臂(7)運動，達到模擬飛機操縱力與操縱位移的目的，并降低了試驗操作員的工作強度，提高試驗效率，提高試驗結(jié)果精確度。
文檔編號G01M13/00GK102645324SQ20111004275
公開日2012年8月22日 申請日期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 申請人:中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所