CN101000238A - 起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统 - Google Patents

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杨嘉陵
高镇同
赵寿根
赵星
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Abstract

起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，由三个空间定位机械臂、四个转角传感器、支座、两个磁性吸合元件和计算机组成，三个空间定位机械臂通过连接件连接在一起，三个转角传感器安装在三个空间定位机械臂上，在支座的上面安装第四个转角传感器，各转角传感器通过导线与计算机连接，一个磁性吸合元件与第三个空间定位机械臂的自由端连接，另一磁性吸合元件固定在飞机机轮主轴上。本发明测量三向位移时，不需要在起落架上打孔安装位移传感器，不破坏起落架的结构和强度，冲击试验完毕后昂贵的起落架还可正常使用。

Description

起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统
技术领域
本发明涉及一种起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，用于在起落架落震试验中，对起落架着地瞬间飞机机轮在空间三方向的冲击位移轨迹进行动态测量。
背景技术
飞机冲击着地瞬间，其起落架机轮在空间三方向冲击位移的动态变化量是研究飞机起落架受冲击载荷与功量吸收的关键参数。测量与记录飞机着地瞬间，机轮三方向冲击位移的动态变化过程的工作，对于飞机的安全设计有着非常重要的实际工程意义。
由于起落架的着地冲击发生在很短的瞬间，冲击力达到最大值的时间仅有零点几秒钟，强烈的碰撞会引起飞机起落架机轮的剧烈振动，并在空间三个方向产生几十毫米甚至几百毫米的大范围弹性冲击位移，要想在高速旋转并拌有强烈弹性冲击振动的起落架机轮上，安装大量程空间三方向位移测试记录装置十分困难。因此，目前国内还无法在落震试验过程中，对起落架着地瞬间飞机机轮在空间三个方向的冲击位移动态变化过程同时进行有效的测量与记录。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，测量与记录落震试验过程中，飞机着地瞬间起落架机轮在空间三个方向冲击位移的动态变化量，为起落架的强度设计与安全使用提供可靠的测试数据。
本发明的技术解决方案是：起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，其特点在于：它由三个空间定位机械臂、四个转角传感器、支座、两个磁性吸合元件和计算机组成，三个空间定位机械臂通过连接件连接在一起，三个转角传感器安装在三个空间定位机械臂上，在支座的上面安装第四个转角传感器，其上端旋转轴与串联的第三个空间定位机械臂的下端连接，各转角传感器通过导线与计算机连接，一个磁性吸合元件与第三个空间定位机械臂的自由端连接，另一磁性吸合元件固定在飞机机轮主轴上。
所述的一个磁性吸合元件为凹曲面结构，另一磁性吸合元件为凸曲面结构。
本发明的工作原理是：当起落架冲击着地瞬间，机轮主轴上的磁性吸合元件与安装在空间测位装置前端的磁性吸合元件自动吸合联结成为一体，使四自由度空间测位装置的机械臂与机轮同步运动。安装在空间测位装置上的四个转角传感器各自产生角度变化，通过计算机记录下起落架机轮在冲击着地过程中各转角传感器的角度变化情况，通过空间状态方程即可计算出冲击过程中的各瞬间，机轮在空间三个方向的位移变化量。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明可灵活地在三维空间中自由转动，飞机机轮冲击下落触台时，机轮主轴上的磁性吸合元件与空间测位装置前端的磁性吸合元件吸合稳固，通过转角传感器的角度变化，由计算机计算出该装置量程范围内，机械臂前端在三维空间中任意点的坐标值。使用本发明测量三向位移时，不需要在起落架上打孔安装位移传感器，因此，不破坏起落架的结构和强度，冲击试验完毕后昂贵的起落架还可正常使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中磁性吸合联结装置的结构示意图；
图3为采用本发明测得的飞机机轮三向冲击位移变化曲线图。
具体实施方式
如图1所示，本发明由空间定位机械臂1、转角传感器2、支座3、磁性吸合元件4和5与计算机7组成，三个空间定位机械臂1为串联铰接形式，三个铰接轴均为转角传感器2，在支座3的上面垂直安装第四个转角传感器2，其上端旋转轴与串联的第三个空间机械臂1的下端铰接，各转转角传感器2通过导线6与计算机7连接，磁性吸合元件4与机械臂1的自由端连接，磁性吸合元件5固定在飞机机轮8上。
如图2所示，磁性吸合元件4为凹曲面结构，磁性吸合元件5为凸曲面结构，磁性吸合构件4、5为钕铁硼强力磁性吸合元件。为了保证在机轮高速冲击下落触台瞬间，两个独立的磁性吸合元件能够稳固地吸合为一体，磁性吸合元件4、5的表面形状非常重要，若采用平面结构，当机轮高速旋转冲击下落时，由机轮轴产生的高频抖动，会形成一定的侧向力，从而出现两个磁性吸合元件吸合不稳，甚至引起滑脱现象。因此，空间测位机械臂1前端磁性吸合元件4被设计成凹曲面结构，机轮轴8上的磁性吸合元件5被设计为凸曲面结构，这种特殊的接触形式，克服了由机轮轴抖动产生的侧向力的影响，使两个磁性吸合元件在碰撞接触时能够稳固地结合为一个整体，并使得空间定位机械臂与机轮同步运动。
本发明的具体工作过程是：当飞机机轮高速冲击平台9时，安装在飞机机轮上的磁性吸合元件5与安装在机械臂1自由端的磁性吸合元件4自动吸合，飞机机轮与空间定位机械臂自由端连为一体，四自由度空间测位装置的机械臂1与机轮同步移动，转角传感器2产生角度变化，并将角度变化转变为电信号，经导线6送入计算机7进行存储并进行空间三向位移值的计算，得到起落架落震试验过程中，起落架机轮在x，y，z三个方向冲击位移的动态变化曲线10、11、12如图3所示。

Claims (4)

1、起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，其特征在于：它由三个空间定位机械臂(1)、四个转角传感器(2)、支座(3)、两个磁性吸合元件(4、5)和计算机(7)组成，三个空间定位机械臂(1)通过连接件连接在一起，三个转角传感器(2)安装在三个空间定位机械臂(1)上，在支座(3)的上面安装第四个转角传感器(2)，其上端旋转轴与串联的空间定位机械臂(1)的下端连接，各转角传感器(2)与计算机(7)连接，一个磁性吸合元件(4)与串接的第三个空间定位机械臂(1)的自由端连接，另一磁性吸合元件(5)固定在飞机机轮(8)上。
2、根据权利要求1所述的起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，其特征在于：所述的一个磁性吸合元件(4)为凹曲面结构，另一磁性吸合元件(5)为凸曲面结构。
3、根据权利要求1或2所述的起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，其特征在于：所述的磁性吸合元件(4、5)为钕铁硼强力磁性吸合元件。
4、根据权利要求1所述的起落架落震试验飞机机轮空间位移测量系统，其特征在于：所述的三个空间定位机械臂(1)通过串联铰接形式连接在一起，第四个转角传感器(2)与空间定位机械臂(1)的下端铰接形式连接。
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