CN102564762B - 一种飞机旋转作动器的测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机旋转作动器的测试系统，它包括测试支架、工控机、传动轴、电气控制柜、角度传感器、扭矩传感器、气动旋转加载器以及调节装置，旋转作动器安装在测试支架上，传动轴与旋转作动器的输出轴相连，旋转作动器的输出轴与传动轴同步转动，角度传感器、气动旋转加载器、扭矩传感器均安装在传动轴上，工控机分别与电气控制柜、扭矩传感器、角度传感器和调节装置相连，调节装置与气动旋转加载器相连，调节装置在接收到工控机传输来的指令信号后能够根据该指令调节加载给气动旋转加载器加载气压，以调节气动旋转加载器作用在旋转作动器上的扭矩载荷。本发明可方便对旋转作动器加载负荷，实现对旋转作动器单独测试。

Description

一种飞机旋转作动器的测试系统

技术领域

本发明涉及飞机传动部件的测试装置，更具体地说，涉及一种飞机旋转作动器的测试系统。

背景技术

飞机旋转作动器(简称旋转作动器)属于飞机气动系统中传动装置，用于飞机的升降翼、方向舵、起落架等重要部件的旋转传动，因此对飞机旋转作动器的安全性有很高的要求。然而，国内缺乏针对旋转作动器的单独测试，而是把旋转作动器连同其附件做整体的性能测试，这样难以满足测试旋转作动器的技术要求，从而很容易出现一些隐性故障，造成其工作的可靠性降低。另外，现有的对旋转作动器进行加载负荷测试的方法是：利用钢索悬挂重物的机械方法进行加载负荷。这种加载负荷的方法占地面积大，操作不够便捷，加载载荷局限性大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞机旋转作动器的测试系统，可方便对旋转作动器加载负荷，实现对旋转作动器单独测试。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种飞机旋转作动器的测试系统，它包括测试支架、工控机、传动轴、用于给被测旋转作动器提供不同频率测试电源的电气控制柜、用于检测被测旋转作动器角度的角度传感器、用于检测被测旋转作动器扭矩和转速的扭矩传感器、用于给旋转作动器直接提供扭矩载荷的气动旋转加载器以及用于输出并且能够调节气动旋转加载器的加载气压的调节装置，旋转作动器安装在所述测试支架上，所述传动轴与旋转作动器的输出轴相连，旋转作动器的输出轴与传动轴同步转动，所述角度传感器、气动旋转加载器、扭矩传感器均安装在传动轴上，所述工控机分别与所述的电气控制柜、扭矩传感器、角度传感器和调节装置相连，用于接收电气控制柜、扭矩传感器和角度传感器传输来的信号，并且能够向电气控制柜和调节装置发出指令以控制电气控制柜和调节装置工作，所述调节装置与气动旋转加载器相连，所述调节装置在接收到工控机传输来的指令信号后能够根据该指令调节加载给所述气动旋转加载器加载气压，以调节气动旋转加载器作用在旋转作动器上的扭矩载荷；

所述扭矩传感器反馈扭矩信号至工控机计算并显示，工控机输出扭矩控制信号至调节装置，由调节装置输出加载气压至气动旋转加载器；所述电气控制柜输出电源至被测旋转作动器；所述角度传感器反馈角度信号至工控机显示；所述电气控制柜反馈电压电流信号至工控机计算并显示，工控机输出频率控制信号控制电气控制柜输出至被测旋转作动器。

本发明所述调节装置包括依次相连的调压阀、比例调节阀、换向阀，所述调压阀的入口与外部气源相连，所述比例调节阀的控制端、换向阀的控制端分别与工控机的扭矩控制信号输出端相连，所述换向阀的出口与气动旋转加载器的入口相连。

本发明所述工控机具有用于采集信号的数据采集卡，所述电气控制柜包括用于反馈输出的电压信号的电压变送器、用于反馈输出的电流信号的电流变送器；所述工控机通过数据采集卡分别采集角度传感器、电压变送器、电流变送器、扭矩传感器输出的信号。

与现有技术相比，本发明技术具有以下优点：

(1)本发明的工控机可控制测试动作并显示测试数据结果，实现了对旋转作动器的单独测试，以保证安全；

(2)工控机可通过调节装置对气动旋转加载器进行加载气压的调节，从而实现方便调节加载的负荷，满足各种测试需要。

附图说明

图1为本发明飞机旋转作动器的测试系统的结构连接示意图；

图2为本发明飞机旋转作动器的测试系统的模块连接示意图；

图3为本发明调节装置的连接示意图；

图4为本发明工控机采集反馈信号的连接示意图。

图中：1.旋转作动器；2.机柜；21.电气控制柜；22.工控机；221.显示屏；

3.角度传感器；4.气动旋转加载器；5.扭矩传感器；6.传动轴；7.测试支架；

8.调压阀；9.比例调节阀；10.换向阀；11.外部气源。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步加以阐述。

如图1、图2所示的一种飞机旋转作动器的测试系统，它包括测试支架7、工控机22、传动轴6、用于给被测旋转作动器1提供不同频率测试电源的电气控制柜21、用于检测被测旋转作动器角度的角度传感器3、用于检测被测旋转作动器扭矩和转速的扭矩传感器5、用于给旋转作动器直接提供扭矩载荷的气动旋转加载器4以及用于输出并且能够调节气动旋转加载器的加载气压的调节装置，调节装置、电气控制柜和工控机均安装在机柜2上；传动轴与旋转作动器的输出轴相连，旋转作动器的输出轴与传动轴同步转动，角度传感器、气动旋转加载器、扭矩传感器均安装在传动轴上，将被测旋转作动器安装到测试支架上，被测旋转作动器通过耦合器连接到扭矩传感器处的传动轴上，再将各传感器通过电缆与工控机连接，完成测试的连接设置；其中，工控机具有用于显示测试结果数据的显示屏221，电气控制柜可提供直流电源或不同频率的交流电源；

工控机分别与电气控制柜、扭矩传感器、角度传感器和调节装置相连，用于接收电气控制柜、扭矩传感器和角度传感器传输来的信号，并且能够向电气控制柜和调节装置发出指令以控制电气控制柜和调节装置工作，调节装置与气动旋转加载器相连，调节装置在接收到工控机传输来的指令信号后能够根据该指令调节加载给气动旋转加载器加载气压，以调节气动旋转加载器作用在旋转作动器上的扭矩载荷；

扭矩传感器反馈扭矩信号至工控机计算并在显示屏上显示，工控机将该反馈的扭矩信号与初设值比较计算其偏差，输出扭矩控制信号至调节装置，由调节装置输出加载气压至气动旋转加载器，通过气动旋转加载器给传动轴实施负载，从而保持输出扭矩与初设的扭矩一致；电气控制柜输出电源至被测旋转作动器，以驱动被测旋转作动器的电机，该电机通过旋转作动器内部的传动机构与输出轴相连，并同步转动；角度传感器反馈角度信号至工控机的显示屏上显示；电气控制柜反馈电机的电压电流信号至工控机计算并在显示屏上显示，工控机输出频率控制信号控制电气控制柜输出的电源频率，以使用不同频率的电源来驱动旋转作动器的电机，满足各种测试要求。

如图3所示，调节装置包括依次相连的调压阀8、比例调节阀9、换向阀10，调压阀的入口与外部气源11相连，比例调节阀的控制端、换向阀的控制端分别与工控机的扭矩控制信号输出端相连，换向阀的出口与气动旋转加载器的入口相连，通过比例调节阀的加载气压调节气动旋转加载器加载在传动轴上的扭矩载荷，通过换向阀控制该扭矩载荷的方向；而对传动轴加载扭矩载荷，也即是对旋转作动器加载扭矩载荷。

如图4所示，工控机具有用于采集信号的数据采集卡，电气控制柜包括用于反馈输出的电压信号的电压变送器、用于反馈输出的电流信号的电流变送器；工控机通过数据采集卡分别采集角度传感器、电压变送器、电流变送器、扭矩传感器输出的信号。

测试时，启动工控机，然后启动测试软件。该测试软件为NI公司的Labview软件平台，该软件平台采用直观图形化编程方式，应用图形化数据流编程语言和程序框图式编程方法，能够很自然地表示数据的流程，并直观地将用户界面控件映射到数据上，具有界面直观，操作方便，编程简单等特点。

测试软件启动完毕之后，测试系统将进入预热阶段，十五分钟后可进入飞机旋转作动器的测试，此时软件运行定中程序，控制气动旋转加载器左右旋转后返回0°的位置，完成定中设置。

在工控机中初设输入需要加载的载荷数值，此时，外部气源通过调压阀调压后进入比例调节阀，比例调节阀由工控机控制，工控机对输入的数值与扭矩传感器反馈的扭矩信号进行比较后扭矩控制信号至比例调节阀，通过换向阀给旋转作动器施加扭矩载荷，该换向阀也由工控机控制，可以给旋转作动器施加正、反方向的扭矩载荷。利用29PSI～145PSI的外部气源压力，可以加载的力矩范围为1.23Nm～402.46Nm。

对旋转作动器的测试得到的参数由固定在测试支架上的角度传感器、扭矩传感器、电压变送器、电流变送器得到，通过NI PCI-6221的A/D数据采集卡采集反馈给工控机，在显示屏中进行显示，显示出如驱动电流、行程、旋转时间、施加载荷、开关是否接通等测试结果参数，同时，旋转作动器上具有限位开关，当旋转作动器的输出轴旋转至一定角度时(该角度可在90°～110°范围内选择)，将触动限位开关反馈一个+5V的电压信号至电压变送器，工控机收到该信号后，将停止对旋转作动器的步进马达进行供电，此时旋转作动器的输出轴也停止转动，从而实现对旋转作动器旋转的控制；还可通过电压变送器、电流变送器的反馈信号完成对步进马达电位计的电压比值测试。

本发明的实施方式不限于此，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均应当理解为仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种飞机旋转作动器的测试系统，其特征在于：它包括测试支架、工控机、传动轴、用于给被测旋转作动器提供不同频率测试电源的电气控制柜、用于检测被测旋转作动器角度的角度传感器、用于检测被测旋转作动器扭矩和转速的扭矩传感器、用于给旋转作动器直接提供扭矩载荷的气动旋转加载器以及用于输出并且能够调节气动旋转加载器的加载气压的调节装置，旋转作动器安装在所述测试支架上，所述传动轴与旋转作动器的输出轴相连，旋转作动器的输出轴与传动轴同步转动，所述角度传感器、气动旋转加载器、扭矩传感器均安装在传动轴上，所述工控机分别与所述的电气控制柜、扭矩传感器、角度传感器和调节装置相连，用于接收电气控制柜、扭矩传感器和角度传感器传输来的信号，并且能够向电气控制柜和调节装置发出指令以控制电气控制柜和调节装置工作，所述调节装置与气动旋转加载器相连，所述调节装置在接收到工控机传输来的指令信号后能够根据该指令调节加载给所述气动旋转加载器的加载气压，以调节气动旋转加载器作用在旋转作动器上的扭矩载荷；

所述调节装置包括依次相连的调压阀、比例调节阀和换向阀，所述调压阀的入口与外部气源相连，所述比例调节阀的控制端、换向阀的控制端分别与工控机的扭矩控制信号输出端相连，所述换向阀的出口与气动旋转加载器的入口相连；

所述工控机具有用于采集信号的数据采集卡，所述电气控制柜包括用于反馈输出的电压信号的电压变送器、用于反馈输出的电流信号的电流变送器；所述工控机通过数据采集卡分别采集角度传感器、电压变送器、电流变送器、扭矩传感器输出的信号。