CN104502133A - 直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，包括试验平台框架、直升机电动绞车、工作台板和卷筒，试验平台框架设有张力检测滑轮组及与张力检测滑轮组相连的张力传感器，还包括信号输入端与张力传感器的信号输出端相连的张力控制器，卷筒两端分别与工作台板上的两个轴承座相连，卷筒一端的输出轴依次与磁粉离合器、联轴器、减速机和伺服电机相连，磁粉离合器、联轴器、减速机和伺服电机均设置于工作台板上，钢索依次经过直升机电动绞车、张力检测滑轮组连入卷筒。本发明具有加载恒定、加载控制精度高、结构安全可靠、易于拆装和维护，能满足直升机电动绞车钢索加载性能测试要求的特点，可以广泛应用于电动绞车测试领域。
Description
技术领域
本发明涉及直升机测试平台，特别是涉及一种直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台。
背景技术
直升机电动绞车是以电力作为驱动力，通过缠绕钢索或缆绳来提升载荷。目前已广泛运用于军用、海洋和民生等领域，可完成人员救生、吊装货物和高空作业等工作。直升机电动绞车系统在出厂、定检和大修之后都必须对其性能进行系统的检测。
由于电动绞车钢索长约百米，在收放钢索时会分若干圈缠绕在试验台卷筒上，而通过伺服电机传递到卷筒上的转矩是一定的，由于T＝F·R(转矩T，张力F，卷筒盘径R)，不难看出，卷筒盘径的变化导致传递给电动绞车钢索的张力也发生变化。目前，在已有技术中，直升机电动绞车性能测试台存在加载控制精度低、加载不恒定等缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，具有加载恒定、加载控制精度高、结构安全可靠、易于拆装和维护，能满足直升机电动绞车钢索加载性能测试要求的特点。
本发明提供的一种直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，包括试验平台框架和位于试验平台框架顶部的直升机电动绞车，所述试验平台框架底部设有工作台板，所述工作台板上设有卷筒，所述试验平台框架中间设有张力检测滑轮组及与张力检测滑轮组信号输出端相连的张力传感器，还包括信号输入端与张力传感器的信号输出端相连的张力控制器，所述卷筒两端分别与工作台板上的两个轴承座相连，卷筒一端的输出轴依次与磁粉离合器、联轴器、减速机和伺服电机相连，所述磁粉离合器、联轴器、减速机和伺服电机均设置于工作台板上，钢索依次经过直升机电动绞车、张力检测滑轮组连入卷筒。
在上述技术方案中，所述工作台板上设有转速转矩传感器，所述转速转矩传感器的两端分别与卷筒一端的输出轴和磁粉离合器相连，所述转速转矩传感器的信号输出端与张力控制器的信号输入端相连。
在上述技术方案中，所述工作台板上设有钢索转向定滑轮，所述钢索经过钢索转向定滑轮与卷筒相连。
在上述技术方案中，所述钢索转向定滑轮与卷筒之间设有使钢索在卷筒上排列整齐的卷筒收卷辅助排线机构。
在上述技术方案中，所述卷筒收卷辅助排线机构包含电位计、单轴驱动器和摆杆机构，用于检测摆杆角度的电位计设置在摆杆机构上，所述电位计的信号输入端和信号输出端分别与摆杆机构的信号输出端和单轴驱动器的信号输入端相连，用来调节摆杆机构，水平位置的单轴驱动器设置于摆杆机构上。
在上述技术方案中，所述钢索转向定滑轮一端的输出轴设有滑轮用编码器。
在上述技术方案中，卷筒另一端的输出轴上设有卷筒用编码器。
在上述技术方案中，所述试验平台框架上张力检测滑轮组所在的一侧设有防护网。
在上述技术方案中，所述联轴器为膜片式联轴器。
本发明直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，具有以下有益效果：伺服电机提供的动力依次通过减速机、联轴器、磁粉离合器、转速转矩传感器和轴承座传递给卷筒。当电动绞车放出钢索时，卷筒收入钢索；当电动绞车收入钢索时，卷筒放出钢索。通过张力控制器设定电动绞车需要加载的载荷，当因卷筒盘径变化而导致张力变化时，张力控制器会根据张力实际测量值与设定值之差自动调节磁粉离合器的励磁电流，使该差值趋近于零，从而减小在电动绞车加载过程中卷筒盘径变化对电动绞车张力产生的影响。
本发明通过对直升机电动绞车加载过程中张力的控制，尽可能真实的模拟电动绞车实际工况，使试验数据更加真实可靠，具有加载恒定、加载控制精度高、结构安全可靠、易于拆装和维护，能满足直升机电动绞车钢索加载性能测试要求的特点。同时试验平台设有防护网，可使实验设备与操作人员相隔离，安全性高。
附图说明
图1为本发明直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台的整体结构示意图；
图2为图1中A-A处的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
参见图1至图2，本发明直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，包括试验平台框架9和位于试验平台框架9顶部的直升机电动绞车1，所述试验平台框架9底部设有工作台板18，所述工作台板18上设有卷筒12。所述试验平台框架9中间设有张力检测滑轮组2及与张力检测滑轮组2信号输出端相连的张力传感器3，张力检测滑轮组2由三个滑轮组成，将张力传感器3置于中间滑轮下面，通过布置三个滑轮的位置，使得钢丝绳绕过三个滑轮后，在中间滑轮处的夹角成120°，若忽略其他外力，那么根据力的三角形法则，张力传感器3检测到的张力即是钢索的张力。还包括信号输入端与张力传感器3的信号输出端相连的张力控制器(图中未示出)。所述卷筒12两端分别与工作台板18上的两个轴承座11相连，轴承座11为一对，布置在卷筒12两侧，用来支撑卷筒12。卷筒12一端的输出轴依次与转速转矩传感器13、磁粉离合器14、联轴器15、减速机16和伺服电机17相连，所述转速转矩传感器13、磁粉离合器14、联轴器15、减速机16和伺服电机17均设置于工作台板18上，在最优实施例中，所述联轴器15为膜片式联轴器。减速机16是将伺服电机17的高速低扭矩转换成低速高扭矩，与伺服电机17匹配为试验平台提供动力。钢索依次经过直升机电动绞车1、张力检测滑轮组2连入卷筒12，所述转速转矩传感器13的信号输出端与计算机(图中未示出)相连。转速转矩传感器13用来检测卷筒12处的转矩和转速。
所述工作台板18上设有钢索转向定滑轮5，所述钢索经过钢索转向定滑轮5与卷筒12相连。钢索转向定滑轮5是通过一个定滑轮来改变力的方向，但不改变力的大小。
所述钢索转向定滑轮5与卷筒12之间设有使钢索在卷筒12上排列整齐的卷筒收卷辅助排线机构19。所述卷筒收卷辅助排线机构19包含电位计6、单轴驱动器7和摆杆机构8，用于检测摆杆角度的电位计6设置在摆杆机构8上，所述电位计6的信号输入端和信号输出端分别与摆杆机构8的信号输出端和单轴驱动器7的信号输入端相连，用来调节摆杆机构8水平位置的单轴驱动器7设置于摆杆机构8上。所述单轴驱动器7用来调节摆杆机构8左右位置，以消除电位计6检测到的摆杆偏转角度。所述电位计6、单轴驱动器7和摆杆机构8的组合可以让试验平台上的卷筒12收放钢索时，让钢索在卷筒12上排线整齐。
所述钢索转向定滑轮5一端的输出轴设有滑轮用编码器20。滑轮用编码器20用来采集钢索绕过钢索转向定滑轮5时钢索转向定滑轮5的转速及圈数，通过计算，可以将钢索转向定滑轮5的转速和圈数转换成钢索的线速度和收放的长度。
卷筒12另一端的输出轴上设有卷筒用编码器10。卷筒用编码器10用来采集卷筒12在测试中转动的圈数，当测试中由于误操作或不留意，实际工作圈数超过设定圈数时，卷筒用编码器10发出信号，使试验平台停车。
所述试验平台框架9上张力检测滑轮组2所在的一侧设有防护网4，防护网4用来保护工作人员的安全。
先以直升机电动绞车1索降工况来说明试验平台的工作过程，此时直升机电动绞车1放出钢索，卷筒12收入钢索。伺服电机17将动力依次传递给减速机16、联轴器15、磁粉离合器14、转速转矩传感器13和卷筒12，通过卷筒12不断收入钢索对直升机电动绞车1加载。载荷大小通过张力控制器设定。若工作中实际张力发生变化，张力控制器会根据张力实际测量值与设定值之差自动调节磁粉离合器14的励磁电流，使该差值趋近于零，从而保证直升机电动绞车1加载过程中钢索张力的恒定。载荷方向通过伺服电机17的旋转方向确定。在工作中，根据转速转矩传感器13采集过来的转速信息来控制伺服电机17的转速，使磁粉离合器14动力输入端即减速机16转速始终高于磁粉离合器14输出端即卷筒12转速，那么卷筒12收卷时的线速度便能跟上电动绞车1索降钢索的速度，以保证加载到直升机电动绞车1钢索上的负载连续。实际操作中，磁粉离合器14输入端和输出端的转速差不可设置过大，以免超过磁粉离合器14的滑差功率，进而损坏磁粉离合器14。
当电动绞车1提升负载时，此时直升机电动绞车1收入钢索，卷筒12放出钢索。试验台的工作方式大致与上面相同。不同的是，此时卷筒12的旋转方向与伺服电机17的旋转方向始终相反，并给伺服电机17设定一个较小转速，让其工作在恒扭矩输出区间，这样可以减小磁粉离合器14输入与输出轴的转速差，进而减小磁粉离合器14的滑差功率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，包括试验平台框架(9)和位于试验平台框架(9)顶部的直升机电动绞车(1)，所述试验平台框架(9)底部设有工作台板(18)，所述工作台板(18)上设有卷筒(12)，其特征在于：所述试验平台框架(9)中间设有张力检测滑轮组(2)及与张力检测滑轮组(2)信号输出端相连的张力传感器(3)，还包括信号输入端与张力传感器(3)的信号输出端相连的张力控制器，所述卷筒(12)两端分别与工作台板(18)上的两个轴承座(11)相连，卷筒(12)一端的输出轴依次与磁粉离合器(14)、联轴器(15)、减速机(16)和伺服电机(17)相连，所述磁粉离合器(14)、联轴器(15)、减速机(16)和伺服电机(17)均设置于工作台板(18)上，钢索依次经过直升机电动绞车(1)、张力检测滑轮组(2)连入卷筒(12)。
2.根据权利要求1所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述工作台板(18)上设有转速转矩传感器(13)，所述转速转矩传感器(13)的两端分别与卷筒(12)一端的输出轴和磁粉离合器(14)相连，所述转速转矩传感器(13)的信号输出端与张力控制器的信号输入端相连。
3.根据权利要求1或2所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述工作台板(18)上设有钢索转向定滑轮(5)，所述钢索经过钢索转向定滑轮(5)与卷筒(12)相连。
4.根据权利要求3所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述钢索转向定滑轮(5)与卷筒(12)之间设有使钢索在卷筒(12)上排列整齐的卷筒收卷辅助排线机构(19)。
5.根据权利要求4所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述卷筒收卷辅助排线机构(19)包含电位计(6)、单轴驱动器(7)和摆杆机构(8)，用于检测摆杆角度的电位计(6)设置在摆杆机构(8)上，所述电位计(6)的信号输入端和信号输出端分别与摆杆机构(8)的信号输出端和单轴驱动器(7)的信号输入端相连，用来调节摆杆机构(8)水平位置的单轴驱动器(7)设置于摆杆机构(8)上。
6.根据权利要求3所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述钢索转向定滑轮(5)一端的输出轴设有滑轮用编码器(20)。
7.根据权利要求1或2所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：卷筒(12)另一端的输出轴上设有卷筒用编码器(10)。
8.根据权利要求1或2所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述试验平台框架(9)上张力检测滑轮组(2)所在的一侧设有防护网(4)。
9.根据权利要求1或2所述的直升机电动绞车恒载荷控制性能试验平台，其特征在于：所述联轴器(15)为膜片式联轴器。
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Denomination of invention: Constant load control performance test platform for helicopter electric winch Effective date of registration: 20220113 Granted publication date: 20170329 Pledgee: Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Dongxihu sub branch Pledgor: WUHAN HANGDA AERO SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2022420000009 |
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Date of cancellation: 20230403 Granted publication date: 20170329 Pledgee: Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Dongxihu sub branch Pledgor: WUHAN HANGDA AERO SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2022420000009 |
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Denomination of invention: Test Platform for Constant Load Control Performance of Helicopter Electric Winches Effective date of registration: 20230404 Granted publication date: 20170329 Pledgee: Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Dongxihu sub branch Pledgor: WUHAN HANGDA AERO SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023420000148 |
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Granted publication date: 20170329 Pledgee: Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Dongxihu sub branch Pledgor: WUHAN HANGDA AERO SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023420000148 |