CN105259251B - 一种飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统 - Google Patents

Abstract

一种飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统。其包括底座、电气控制组件、主运动平台、伺服电机、转换齿轮箱、第一丝杠、滑轨、支撑座、两个驱动轮液压作动筒、驱动轮、驱动轮电机、检测运动平台、两根检测臂固定件、第一步进电机、第二丝杠、固定检测臂、旋转检测臂、第二步进电机、多功能检测头、四个顶升液压作动筒、起落架顶升平台、起落架顶升支座、两个支架和电机。本发明优点：可减少飞机检修过程中拆装飞机轮毂时间，提高检测效率；采用自动无损检测手段检测飞机轮毂内部损伤，可避免人为原因导致的误检或漏检，能降低机务维护人员劳动强度，提高检测精度；系统电源和液压源直接从飞机或机场地面保障设备获取，可有效降低后期使用和维护成本。

Description

一种飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统

技术领域

本发明属于民用航空器自动无损检测技术领域，特别是涉及一种飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统。

背景技术

民航客机的检查和维护在保持其安全性和准点率等方面发挥着关键作用，而飞机起落架系统及机轮部件作为民航客机的关键部件更是运行保障的重中之重。

近年来，飞机在起飞和着陆过程中轮毂突然断裂，并砸坏机体的事件时有发生，从而严重影响了民航客机的安全飞行。例如，1997年5月8日，南方航空CZ3456重着陆后，轮毂爆裂导致飞机失事；2006年9月12日东航波音747客机发生在广州的飞机轮毂砸破机舱事件。通过分析，以上事故都是由飞机机轮轮毂产生裂纹所引起的。

在民航客机的航线维护中，无损探伤通常用于飞机机轮轮毂的检测，其目的是定期检测飞机机轮轮毂的状况，及时发现轮毂裂纹，以防出现危及飞行安全的事故。但是，目前国内航空公司主要采用先拆解机轮，然后人工检测机轮轮毂的方式进行，这样不仅检测效率低且容易出现“漏检”和“误检”，同时还会导致飞机停场时间过长，从而直接增加了航空公司的运营成本。

随着自动化无损检测技术的迅速发展，中国工业逐渐进入“无损检测4.0时代”。在机械制造、汽车行业、航空航天等多个领域，自动化无损检测技术已成为国际公认的先进制造技术和新产品研发的辅助手段。采用飞机机轮轮毂的原位检测方法，可大大减少飞机检修过程中拆装飞机轮毂的时间，提高检测效率；采用自动无损检测手段检测飞机轮毂的内部损伤，可避免人为原因所导致的误检或漏检，可降低机务维护人员的劳动强度，提高检测精度。但目前尚缺少专用的装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统。

为了达到上述目的，本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统包括：底座、电气控制组件、主运动平台、伺服电机、转换齿轮箱、第一丝杠、滑轨、支撑座、两个驱动轮液压作动筒、驱动轮、驱动轮电机、检测运动平台、两根检测臂固定件、第一步进电机、第二丝杠、固定检测臂、旋转检测臂、第二步进电机、多功能检测头、四个顶升液压作动筒、起落架顶升平台、起落架顶升支座、两个支架和电机；其中，底座水平设置；第一丝杠和滑轨沿底座的横向相隔距离设置在底座的表面左侧，其中第一丝杠的前端由支撑座支撑；伺服电机和转换齿轮箱设置在位于第一丝杠后端外侧的底座表面上，并且转换齿轮箱分别通过联轴器与伺服电机的输出轴和第一丝杠的后端相连；主运动平台安装在第一丝杠和滑轨上，表面中部沿底座的横向凹陷形成一个滑槽，在伺服电机的驱动下，通过转换齿轮箱和第一丝杠能够带动主运动平台沿滑轨进行直线运动；第二丝杠沿底座的横向设置在位于滑槽一侧的主运动平台表面上；检测运动平台安装在第二丝杠上，并且其底面向下突出形成有一根能够插入在滑槽中的导杆；第一步进电机安装在主运动平台的后侧面上，并且其输出轴与第二丝杠的后端连接，在第一步进电机的驱动下，通过第二丝杠能够带动检测运动平台沿滑槽进行直线运动；两个驱动轮液压作动筒沿底座的纵向平行安装在主运动平台的右端表面，并且每个驱动轮液压作动筒的右端通过一个支架固定住驱动轮的中心轴；驱动轮电机的输出轴与驱动轮的中心轴一端连接，因此能够为驱动轮提供动力；两根检测臂固定件垂直固定在检测运动平台的表面，并且沿底座的纵向排成一列；固定检测臂的左端部固定在两根检测臂固定件上，右端与旋转检测臂的左端通过轴承连接；第二步进电机安装在固定检测臂的右端且输出轴与旋转检测臂的左端相连，能使旋转检测臂在垂直面内转动；电机安装在旋转检测臂的右端，其输出轴与多功能检测头连接，能使多功能检测头进行360°旋转；四个顶升液压作动筒呈矩形垂直设置在底座的表面右侧；起落架顶升平台设置在四个顶升液压作动筒的上端；起落架顶升支座则安装在起落架顶升平台的表面；电气控制组件设置在底座的表面，并且与伺服电机、驱动轮液压作动筒、驱动轮电机、第一步进电机、第二步进电机、顶升液压作动筒和电机电连接。

所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统还包括安装在驱动轮中心轴上的压力传感器和轮速传感器，并且压力传感器和轮速传感器与电气控制组件电连接。

所述的多功能检测头的一侧面边缘设有多个用于固定无损检测探头的旋转紧固件，中部形成有多个耦合液喷洒孔，内部为中空结构且通过管路与耦合液压力供液系统相连。

所述的电气控制组件上部安装有嵌入式工业触摸屏，下部为控制电气柜。

所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统还包括一个安装在支撑座内侧面边缘部位的限位开关，并且限位开关与电气控制组件电连接，用于限定主运动平台的极限位置。

本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统可大大减少飞机检修过程中拆装飞机轮毂的时间，提高检测效率；采用自动无损检测手段检测飞机轮毂的内部损伤，可避免人为原因所导致的误检或漏检，能够降低机务维护人员的劳动强度，提高检测精度；本系统的电源和液压源可以直接从飞机或机场地面保障设备获取，因此可有效降低后期使用和维护成本。

附图说明

图1为本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统结构立体图。

图2为本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统中驱动轮局部结构示意图。

图3为本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统中电气控制组件部位结构示意图。

图4为本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统中多功能检测头结构示意图。

图5为利用本系统检测飞机机轮轮毂过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统进行详细说明。

如图1-图5所示，本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统包括：底座1、电气控制组件2、主运动平台3、伺服电机4、转换齿轮箱5、第一丝杠6、滑轨7、支撑座8、两个驱动轮液压作动筒9、驱动轮10、驱动轮电机11、检测运动平台12、两根检测臂固定件13、第一步进电机14、第二丝杠15、固定检测臂16、旋转检测臂17、第二步进电机18、多功能检测头19、四个顶升液压作动筒20、起落架顶升平台21、起落架顶升支座22、两个支架24和电机25；其中，底座1水平设置；第一丝杠6和滑轨7沿底座1的横向相隔距离设置在底座1的表面左侧，其中第一丝杠6的前端由支撑座8支撑；伺服电机4和转换齿轮箱5设置在位于第一丝杠6后端外侧的底座1表面上，并且转换齿轮箱5分别通过联轴器与伺服电机4的输出轴和第一丝杠6的后端相连；主运动平台3安装在第一丝杠6和滑轨7上，表面中部沿底座1的横向凹陷形成一个滑槽31，在伺服电机4的驱动下，通过转换齿轮箱5和第一丝杠6能够带动主运动平台3沿滑轨7进行直线运动；第二丝杠15沿底座1的横向设置在位于滑槽31一侧的主运动平台3表面上；检测运动平台12安装在第二丝杠15上，并且其底面向下突出形成有一根能够插入在滑槽31中的导杆；第一步进电机14安装在主运动平台3的后侧面上，并且其输出轴与第二丝杠15的后端连接，在第一步进电机14的驱动下，通过第二丝杠15能够带动检测运动平台12沿滑槽31进行直线运动；两个驱动轮液压作动筒9沿底座1的纵向平行安装在主运动平台3的右端表面，并且每个驱动轮液压作动筒9的右端通过一个支架24固定住驱动轮10的中心轴；驱动轮电机11的输出轴与驱动轮10的中心轴一端连接，因此能够为驱动轮10提供动力；两根检测臂固定件13垂直固定在检测运动平台12的表面，并且沿底座1的纵向排成一列；固定检测臂16的左端部固定在两根检测臂固定件13上，右端与旋转检测臂17的左端通过轴承连接；第二步进电机18安装在固定检测臂16的右端且输出轴与旋转检测臂17的左端相连，能使旋转检测臂17在垂直面内转动；电机25安装在旋转检测臂17的右端，其输出轴与多功能检测头19连接，能使多功能检测头19进行360°旋转；四个顶升液压作动筒20呈矩形垂直设置在底座1的表面右侧；起落架顶升平台21设置在四个顶升液压作动筒20的上端；起落架顶升支座22则安装在起落架顶升平台21的表面；电气控制组件2设置在底座1的表面，并且与伺服电机4、驱动轮液压作动筒9、驱动轮电机11、第一步进电机14、第二步进电机18、顶升液压作动筒20和电机25电连接。

所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统还包括安装在驱动轮10中心轴上的压力传感器28和轮速传感器27，并且压力传感器28和轮速传感器27与电气控制组件2电连接。

所述的多功能检测头19的一侧面边缘设有多个用于固定无损检测探头的旋转紧固件29，中部形成有多个耦合液喷洒孔30，内部为中空结构且通过管路与耦合液压力供液系统相连。另外，无损检测探头可选用诸如Olympus公司的超声波探头。

所述的电气控制组件2上部安装有嵌入式工业触摸屏26，下部为控制电气柜。工业触摸屏26可根据需求选用，例如Proface公司的GC4000。

所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统还包括一个安装在支撑座8内侧面边缘部位的限位开关23，并且限位开关23与电气控制组件2电连接，用于限定主运动平台3的极限位置。

现将本发明提供的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统使用方法阐述如下：

首先，由检测人员将本飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统安装在一个可移动载具上，并将其放置在飞机起落架下方，同时保证起落架顶升支座22与飞机起落架下部支点对正。然后将民航客机(例如空客320)或机场地面保障设备的液压系统和电源系统接入本系统，完成相应的系统检查准备工作。之后启动电气控制组件2，在电气控制组件2的控制下，利用顶升液压作动筒20升起起落架顶升平台21和起落架顶升支座22，直至飞机的待检测机轮离开地面，然后在伺服电机4的驱动下，通过转换齿轮箱5和第一丝杠6带动主运动平台3沿滑轨7移动，直到驱动轮10对准飞机的某一个待检测机轮圆周面，然后利用驱动轮液压作动筒9通过支架24使驱动轮10的圆周面与该机轮的圆周面相接触，并保证两者间具有一定的压力，以便驱动轮10能够带动该机轮旋转。之后，在第一步进电机14的驱动下，通过第二丝杠15带动检测运动平台12沿滑槽31移动到该机轮某侧面的轮毂检测区域，然后在第二步进电机18的驱动下使旋转检测臂17在垂直面内转动，直到其右端的多功能检测头19靠近轮毂待检测位置，这时多功能检测头19上设有耦合液喷洒孔30和旋转紧固件29的侧面应面对轮毂待检测位置；之后启动驱动轮电机11而使驱动轮10慢速旋转，并通过轮速传感器27监控其转速，同时通过压力传感器28检测驱动轮10和机轮之间的压力，以保证无损检测的精度；在驱动轮10旋转过程中，将来自耦合液压力供液系统的适宜耦合液提供给多功能检测头19的内部，并通过多个耦合液喷洒孔30喷洒到轮毂待检测位置；待轮毂待检测位置的耦合液喷洒均匀后停止喷液，然后利用旋转紧固件29将适宜的无损检测探头固定在多功能检测头19上，利用无损检测探头对轮毂进行检测，并将检测图像通过显示屏26进行显示；当检测人员在显示屏26上发现轮毂某处出现裂纹时，暂停驱动轮电机11，并在轮毂的裂纹处标记出位置，然后继续进行本侧轮毂的检测。

当完成该机轮一侧轮毂的检测后，需要先利用第一步进电机14将检测运动平台12移出该侧面的轮毂检测区域，然后利用第二步进电机18使旋转检测臂17转动到固定检测臂16的上方，再利用第一步进电机14将检测运动平台12移动到该机轮另一侧轮毂检测区域并按照上述方法进行检测。当需检测另外一个机轮时，需要先利用第二步进电机18使旋转检测臂17转动到固定检测臂16的上方，然后利用驱动轮液压作动筒9通过支架24使驱动轮10与飞机机轮脱离接触，之后利用伺服电机4通过转换齿轮箱5和第一丝杠6带动主运动平台3沿滑轨7移动到另一个机轮轮毂的对应位置，并按照上述方法进行另一个机轮轮毂的检测。

另外，系统运行工作时，需要实时监控飞机提供的液压和电源系统状态，以保证系统工作正常。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进或替换。尤其是，只要不存在结构上的冲突，各实施例中的特征均可相互结合起来，或由本领域技术人员根据本发明的技术方案及其他相似的此原理得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统，其特征在于：所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统包括：底座(1)、电气控制组件(2)、主运动平台(3)、伺服电机(4)、转换齿轮箱(5)、第一丝杠(6)、滑轨(7)、支撑座(8)、两个驱动轮液压作动筒(9)、驱动轮(10)、驱动轮电机(11)、检测运动平台(12)、两根检测臂固定件(13)、第一步进电机(14)、第二丝杠(15)、固定检测臂(16)、旋转检测臂(17)、第二步进电机(18)、多功能检测头(19)、四个顶升液压作动筒(20)、起落架顶升平台(21)、起落架顶升支座(22)、两个支架(24)和电机(25)；其中，底座(1)水平设置；第一丝杠(6)和滑轨(7)沿底座(1)的横向相隔距离设置在底座(1)的表面左侧，其中第一丝杠(6)的前端由支撑座(8)支撑；伺服电机(4)和转换齿轮箱(5)设置在位于第一丝杠(6)后端外侧的底座(1)表面上，并且转换齿轮箱(5)分别通过联轴器与伺服电机(4)的输出轴和第一丝杠(6)的后端相连；主运动平台(3)安装在第一丝杠(6)和滑轨(7)上，表面中部沿底座(1)的横向凹陷形成一个滑槽(31)，在伺服电机(4)的驱动下，通过转换齿轮箱(5)和第一丝杠(6)能够带动主运动平台(3)沿滑轨(7)进行直线运动；第二丝杠(15)沿底座(1)的横向设置在位于滑槽(31)一侧的主运动平台(3)表面上；检测运动平台(12)安装在第二丝杠(15)上，并且其底面向下突出形成有一根能够插入在滑槽(31)中的导杆；第一步进电机(14)安装在主运动平台(3)的后侧面上，并且其输出轴与第二丝杠(15)的后端连接，在第一步进电机(14)的驱动下，通过第二丝杠(15)能够带动检测运动平台(12)沿滑槽(31)进行直线运动；两个驱动轮液压作动筒(9)沿底座(1)的纵向平行安装在主运动平台(3)的右端表面，并且每个驱动轮液压作动筒(9)的右端通过一个支架(24)固定住驱动轮(10)的中心轴；驱动轮电机(11)的输出轴与驱动轮(10)的中心轴一端连接，因此能够为驱动轮(10)提供动力；两根检测臂固定件(13)垂直固定在检测运动平台(12)的表面，并且沿底座(1)的纵向排成一列；固定检测臂(16)的左端部固定在两根检测臂固定件(13)上，右端与旋转检测臂(17)的左端通过轴承连接；第二步进电机(18)安装在固定检测臂(16)的右端且输出轴与旋转检测臂(17)的左端相连，能使旋转检测臂(17)在垂直面内转动；电机(25)安装在旋转检测臂(17)的右端，其输出轴与多功能检测头(19)连接，能使多功能检测头(19)进行360°旋转；四个顶升液压作动筒(20)呈矩形垂直设置在底座(1)的表面右侧；起落架顶升平台(21)设置在四个顶升液压作动筒(20)的上端；起落架顶升支座(22)则安装在起落架顶升平台(21)的表面；电气控制组件(2)设置在底座(1)的表面，并且与伺服电机(4)、驱动轮液压作动筒(9)、驱动轮电机(11)、第一步进电机(14)、第二步进电机(18)、顶升液压作动筒(20)和电机(25)电连接。

2.根据权利要求1所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统，其特征在于：所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统还包括安装在驱动轮(10)中心轴上的压力传感器(28)和轮速传感器(27)，并且压力传感器(28)和轮速传感器(27)与电气控制组件(2)电连接。

3.根据权利要求1所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统，其特征在于：所述的多功能检测头(19)的一侧面边缘设有多个用于固定无损检测探头的旋转紧固件(29)，中部形成有多个耦合液喷洒孔(30)，内部为中空结构且通过管路与耦合液压力供液系统相连。

4.根据权利要求1所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统，其特征在于：所述的电气控制组件(2)上部安装有嵌入式工业触摸屏(26)，下部为控制电气柜。

5.根据权利要求1所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统，其特征在于：所述的飞机机轮轮毂原位自动无损检测系统还包括一个安装在支撑座(8)内侧面边缘部位的限位开关(23)，并且限位开关(23)与电气控制组件(2)电连接，用于限定主运动平台(3)的极限位置。