CN105841948B - 直升机旋翼桨毂限动器测试台及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直升机旋翼桨毂限动器测试台，它包括基座(1)；传动转轴(2)，驱动装置，该驱动装置与传动转轴(2)连接；测试传动转轴(2)转速的转速测试器；用于安装直升机旋翼的支撑结构，该支撑结构套接在传动转轴(2)上端且与传动转轴(2)周向限位；用于测试桨毂限动器(5)的打开角度(α)的角度测试装置；用于安装角度测试装置的安装结构，所述角度测试装置安装在安装结构上；以及导电滑环(6)。采用这种结构后，提供一种能同时测试直升机旋翼上各个桨毂限动器的打开角度与桨毂转速之间的关系、且测试精度高、设备运行稳定的直升机旋翼桨毂限动器测试台。

Description

直升机旋翼桨毂限动器测试台及其测试方法

技术领域

本发明涉及直升机技术领域，具体讲的是一种直升机旋翼桨毂限动器测试台及其测试方法。

背景技术

如图1和图2所示，直升机旋翼一般包括桨毂3、桨叶摆杆4和桨叶14，桨叶14通过桨叶摆杆4安装在桨毂3上，桨14叶随着桨毂3的转动而转动。直升机旋翼上在桨毂3与桨叶摆杆4的连接处一般都设有桨毂限动器5。桨毂3与桨叶摆杆4铰接；桨毂限动器5包括限动板5.1和拉簧5.2，限动板5.1固定在桨叶摆杆4下方且靠近桨毂3与桨叶摆杆4的铰接点，拉簧5.2一端与限动板5.1连接，另一端与桨毂3连接；当直升机旋翼由停止状态到旋转运行状态或从旋转运行状态到停止状态时，桨叶摆杆4以桨毂3与桨叶摆杆4的铰接处为支点，沿竖直方向摆动一定角度，相应的，限动板5.1相对于静止状态时也摆动了一定角度，即为桨毂限动器的打开角度α。打开角度α的大小与桨毂的转速高低存在密不可分的联系。

当直升机旋翼旋转运行到一定转速时，桨毂限动器则需脱扣，从而保证桨叶在旋转中正常打开；当直升机旋翼停止运行将到一定转速时，桨毂限动器则需锁扣，从而起到在直升机旋翼停止时固定桨叶的作用。一般当桨毂的转速上升至一定转速时桨毂限动器在离心力作用下，桨毂限动器的打开角度α大于0.5°时，即可完成正常脱扣；当转速下降至一定转速，桨毂限动器的打开角度α小于0.5°时，桨毂限动器完成锁扣动作。

直升机一般具有多个桨叶，相应的，桨毂限动器的数量也为多个，那么在一定转速下，桨毂限动器脱扣是否正常非常关键，因为桨毂限动器脱扣不正常，桨叶打开不均，将会造成严重的安全事故。

因此，在对直升机旋翼产品的检验中，或者在研发新产品时，必须测试每个桨毂限动器的打开角度α与桨毂的转速之间的关系，从而分析获得各个桨毂限动器脱扣是否正常。因此，研发检测桨毂限动器的打开角度α与桨毂的转速之间的关系并且测试数据可靠的测试台尤为重要。本案正是在上述背景下产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能同时测试直升机旋翼上各个桨毂限动器的打开角度与桨毂转速之间的关系、且测试精度高、设备运行稳定的直升机旋翼桨毂限动器测试台。

为解决上述技术问题，本发明的一种直升机旋翼桨毂限动器测试台，它包括基座；传动转轴，该传动转轴设在基座上且沿竖直方向设置；驱动传动转轴旋转的驱动装置，该驱动装置与传动转轴连接；安装在基座内且与外部的控制系统电连接的用以测试传动转轴转速的转速测试器；用于安装直升机旋翼的支撑结构，该支撑结构套接在传动转轴上端且与传动转轴周向限位；用于测试桨毂限动器的打开角度的角度测试装置，角度测试装置与外部的控制系统电连接；用于安装角度测试装置的安装结构，该安装结构套接在传动转轴上且与传动转轴周向限位并位于所述支撑结构下方，所述角度测试装置安装在安装结构上；以及导电滑环，该导电滑环套接在传动转轴上且位于安装结构下方。

所述支撑结构包括用于固定直升机旋翼中的桨毂的花键轴和用于将直升机旋翼中的桨毂压牢在花键轴上的压板；花键轴套接在传动转轴上并与传动转轴周向限位且花键轴与传动转轴同轴，压板可拆式连接在传动转轴顶端。

所述安装结构包括基板和刚性条板；基板套接在传动转轴上并与传动转轴周向限位；刚性条板与基板固定连接且刚性条板沿传动转轴的径向延伸，所述角度测试装置安装在刚性条板上。

所述基板固定连接在花键轴下方且与传动转轴的轴线垂直；所述刚性条板平行于水平面。这样，在试验台运转时，可以保证基板与花键轴的转动一致，并且刚性条板平行于水平面可以减少空气阻力，保证刚性条板运行稳定性，从而保证测量数据的可靠性。

所述角度测试装置的数量、条板的数量与桨毂限动器的数量一致；每个条板对应安装一个角度测试装置。

所述安装结构还可以是：安装结构为一圆盘；圆盘套接在传动转轴上并与传动转轴周向限位且固定连接在花键轴下方；圆盘与传动转轴的轴线垂直；所述角度测试装置安装在圆盘上。所述角度测试装置的数量与限动器的数量一致；角度测试装置安装在圆盘上的位置与限动器的位置相对应。

所述角度测试装置包括激光测距传感器。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：角度测试装置在测试数据时随着桨毂同步转动，可实时测得桨毂限动器的打开角度的数值，再配合转速测试器所获得的转速数据，可以得到各个桨毂限动器的打开角度与桨毂转速之间的关系，从而可以获得桨毂限动器的工作状态，进一步可以分析桨毂限动器是否工作正常。

本发明的另一个目的在于提供一种直升机旋翼桨毂限动器测试台的测试方法，它包括以下步骤：

a.将直升机旋翼固定在支撑结构上；

b.校准激光测距传感器，使各个激光测距传感器发射的激光照射在对应的限动板的端面上；

c.启动直升机旋翼桨毂限动器测试台，转速测试器收集传动转轴的转速并传送给计算机，同时，各个激光测距传感器收集各自对应的限动板的位移变化并传送给控制系统的计算机并由计算机将各限动板的位移变化转换成各桨毂限动器的打开角度；

d.计算机将测试结果显示于计算机的屏幕上。

计算机将测试结果显示于计算机的屏幕上包括以下情况：

1)在传动转轴升速过程中，有至少一个桨毂限动器的打开角度大于预设的特定角度值时，则显示为“开始打开”状态，并记录此时传动转轴的转速为打开最小转速；当所有桨毂限动器的打开角度均大于预设的特定角度值时，则显示为“完全打开”状态，并记录此时传动转轴的转速为整体打开最大转速；

2)在传动转轴降速过程中，有至少一个桨毂限动器的打开角度小于预设角度值时，则显示为“开始闭合”状态，并记录此时传动转轴的转速为闭合最大转速；当所有桨毂限动器的打开角度均小于预设角度值时，则显示为“完全闭合”状态，并记录此时传动转轴的转速为整体闭合最小转速。

附图说明

图1是直升机旋翼桨毂限动器试验台所要测试的直升机旋翼的结构示意图。

图2是直升机旋翼桨毂限动器试验台所要测试的直升机旋翼在不同状态下的结构示意图。

图3是本发明直升机旋翼桨毂限动器试验台安装上桨毂时的结构示意图。

图4是本发明直升机旋翼桨毂限动器试验台卸下桨毂时的结构示意图。

图5是本发明的测控原理示意图。

其中：

1、基座；2、传动转轴；3、桨毂；4、桨叶摆杆；5、桨毂限动器；6、导电滑环；7、伺服电机；8、减速器；9、花键轴；10、压板；11、基板；12、刚性条板；13、激光测距传感器；14、桨叶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细地说明。

参见附图1至附图5所示，一种直升机旋翼桨毂限动器测试台，它包括基座1；传动转轴2，该传动转轴2设在基座1上且沿竖直方向设置；驱动传动转轴2旋转的驱动装置，该驱动装置与传动转轴2连接；安装在基座1内且与外部的控制系统电连接的用以测试传动转轴2转速的转速测试器；用于安装直升机旋翼的支撑结构，该支撑结构套接在传动转轴2上端且与传动转轴2周向限位；用于测试桨毂限动器5的打开角度α的角度测试装置，角度测试装置与外部的控制系统电连接；用于安装角度测试装置的安装结构，该安装结构套接在传动转轴2上且与传动转轴2周向限位并位于所述支撑结构下方，所述角度测试装置安装在安装结构上；以及导电滑环6，该导电滑环6套接在传动转轴2上且位于安装结构下方。

如图1和图2所示，本发明测试的桨毂限动器5是安装在直升机旋翼上的，直升机旋翼一般包括桨毂3、桨叶摆杆4和桨叶14，桨叶14通过桨叶摆杆4安装在桨毂3上，桨14叶随着桨毂3的转动而转动。直升机旋翼上在桨毂3与桨叶摆杆4的连接处一般都设有桨毂限动器5。桨毂3与桨叶摆杆4铰接；桨毂限动器5包括限动板5.1和拉簧5.2，限动板5.1固定在桨叶摆杆4下方且靠近桨毂3与桨叶摆杆4的铰接点，拉簧5.2一端与限动板5.1连接，另一端与桨毂3连接；当直升机旋翼由停止状态到旋转运行状态或从旋转运行状态到停止状态时，桨叶摆杆4以桨毂3与桨叶摆杆4的铰接处为支点，沿竖直方向摆动一定角度，相应的，限动板5.1相对于静止状态时也摆动了一定角度，即为桨毂限动器的打开角度α。

本实施例中的驱动装置包括安装在基座1内的伺服电机7和减速器8，伺服电机7通过减速器8与传动转轴2连接；当然，伺服电机7通过减速器8也可以安装在基座外部，只要能实现驱动传动转轴2旋转的功能即可。

所述支撑结构包括用于固定直升机旋翼中的桨毂3的花键轴9和用于将直升机旋翼中的桨毂3压牢在花键轴9上的压板10；花键轴9套接在传动转轴2上并与传动转轴2周向限位且花键轴9与传动转轴2同轴，压板10可拆式连接在传动转轴2顶端。

压板10可拆式连接在传动转轴2顶端的具体结构为：传动转轴2顶端设有螺纹孔，在压板10上且与螺纹孔对应位置处设有穿孔，一螺钉穿过穿孔螺接在螺纹孔内。从而可使压板10将直升机旋翼中的桨毂3压牢在花键轴9上。

压板10可拆式连接在传动转轴2顶端的具体结构还可以是：传动转轴2顶端具有螺纹，在压板10设有穿孔，压板10套在传动轴上，一螺母与螺纹螺接。从而在螺母的拧紧作用下可使压板10将直升机旋翼中的桨毂3压牢在花键轴9上。

所述安装结构包括基板11和刚性条板12；基板11套接在传动转轴2上并与传动转轴2周向限位；刚性条板12与基板11固定连接且刚性条板12沿传动转轴2的径向延伸，所述角度测试装置安装在刚性条板12上。

所述基板11固定连接在花键轴9下方且与传动转轴2的轴线垂直；所述刚性条板12平行于水平面。这样，在试验台运转时，可以保证基板11与花键轴9的转动一致，并且刚性条板12平行于水平面可以减少空气阻力，保证刚性条板12运行稳定性，从而保证测量数据的可靠性。

所述角度测试装置的数量、刚性条板12的数量与桨毂限动器5的数量一致；每个刚性条板12对应安装一个角度测试装置。

当然，安装结构可以是以下结构：所述安装结构为一圆盘；圆盘套接在传动转轴2上并与传动转轴2周向限位且固定连接在花键轴9下方；圆盘与传动转轴2的轴线垂直；所述角度测试装置安装在圆盘上；所述角度测试装置的数量与限动器5的数量一致；角度测试装置安装在圆盘上的位置与限动器5的位置相对应。

所述角度测试装置包括激光测距传感器13。直升机旋翼桨毂限动器测试台外部的控制系统包括安装在控制柜里的计算机、可编程序控制器、伺服驱动器；可编程序控制器、伺服驱动器均与计算机电连接；伺服驱动器与伺服电机电连接；可编程序控制器与激光测距传感器13电连接。

一种直升机旋翼桨毂限动器测试台的测试方法，其特征在于，它包括以下步骤：

e.将直升机旋翼固定在支撑结构上；

f.校准激光测距传感器13，使各个激光测距传感器13发射的激光14照射在对应的限动板5.1的端面上；

g.启动直升机旋翼桨毂限动器测试台，转速测试器收集传动转轴2的转速并传送给计算机，同时，各个激光测距传感器13收集各自对应的限动板5.1的位移变化并传送给控制系统的计算机并由计算机将各限动板5.1的位移变化转换成各桨毂限动器5的打开角度α；

h.计算机将测试结果显示于计算机的屏幕上。

计算机将测试结果显示于计算机的屏幕上包括以下情况：

1)在传动转轴2升速过程中，有至少一个桨毂限动器5的打开角度α大于预设的特定角度值时，则显示为“开始打开”状态，并记录此时传动转轴2的转速为打开最小转速；当所有桨毂限动器5的打开角度α均大于预设的特定角度值时，则显示为“完全打开”状态，并记录此时传动转轴2的转速为整体打开最大转速；

2)在传动转轴2降速过程中，有至少一个桨毂限动器5的打开角度α小于预设角度值时，则显示为“开始闭合”状态，并记录此时传动转轴2的转速为闭合最大转速；当所有桨毂限动器5的打开角度α均小于预设角度值时，则显示为“完全闭合”状态，并记录此时传动转轴2的转速为整体闭合最小转速。

本发明的工作原理为：激光测距传感器13在测试数据时随着桨毂3同步转动，可实时测得桨毂限动器5的打开角度α的数值，再配合转速测试器所获得的转速数据，可以得到各个桨毂限动器5的打开角度α与桨毂3转速之间的关系，从而可以获得桨毂限动器5的工作状态，进一步可以分析桨毂限动器是否工作正常。

以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：它包括

-基座(1)；

-传动转轴(2)，该传动转轴(2)设在基座(1)上且沿竖直方向设置；

-驱动传动转轴(2)旋转的驱动装置，该驱动装置与传动转轴(2)连接；

-安装在基座(1)内且与外部的控制系统电连接的用以测试传动转轴(2)转速的转速测试器；

-用于安装直升机旋翼的支撑结构，该支撑结构套接在传动转轴(2)上端且与传动转轴(2)周向限位；

-用于测试桨毂限动器(5)的打开角度(α)的角度测试装置，角度测试装置与外部的控制系统电连接；

-用于安装角度测试装置的安装结构，该安装结构套接在传动转轴(2)上且与传动转轴(2)周向限位并位于所述支撑结构下方，所述角度测试装置安装在安装结构上；所述角度测试装置包括激光测距传感器(13)；以及

-导电滑环(6)，该导电滑环(6)套接在传动转轴(2)上且位于安装结构下方。

2.按照权利要求1所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：所述支撑结构包括用于固定直升机旋翼中的桨毂(3)的花键轴(9)和用于将直升机旋翼中的桨毂(3)压牢在花键轴(9)上的压板(10)；花键轴(9)套接在传动转轴(2)上并与传动转轴(2)周向限位且花键轴(9)与传动转轴(2)同轴，压板(10)可拆式连接在传动转轴(2)顶端。

3.按照权利要求2所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：所述安装结构包括基板(11)和刚性条板(12)；基板(11)套接在传动转轴(2)上并与传动转轴(2)周向限位；刚性条板(12)与基板(11)固定连接且刚性条板(12)沿传动转轴(2)的径向延伸，所述角度测试装置安装在刚性条板(12)上。

4.按照权利要求3所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：所述基板(11)固定连接在花键轴(9)下方且与传动转轴(2)的轴线垂直；所述刚性条板(12)平行于水平面。

5.按照权利要求3所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：所述角度测试装置的数量、刚性条板(12)的数量与桨毂限动器(5)的数量一致；每个刚性条板(12)对应安装一个角度测试装置。

6.按照权利要求2所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：所述安装结构为一圆盘；圆盘套接在传动转轴(2)上并与传动转轴(2)周向限位且固定连接在花键轴(9)下方；圆盘与传动转轴(2)的轴线垂直；所述角度测试装置安装在圆盘上。

7.按照权利要求6所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台，其特征在于：所述角度测试装置的数量与限动器(5)的数量一致；角度测试装置安装在圆盘上的位置与限动器(5)的位置相对应。

8.一种按照权利要求1所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台的测试方法，其特征在于，它包括以下步骤：

a.将直升机旋翼固定在支撑结构上；

b.校准激光测距传感器(13)，使各个激光测距传感器(13)发射的激光(14)照射在对应的限动板(5.1)的端面上；

c.启动直升机旋翼桨毂限动器测试台，转速测试器收集传动转轴(2)的转速并传送给计算机，同时，各个激光测距传感器(13)收集各自对应的限动板(5.1)的位移变化并传送给控制系统的计算机并由计算机将各限动板(5.1)的位移变化转换成各桨毂限动器(5)的打开角度(α)；

d.计算机将测试结果显示于计算机的屏幕上。

9.按照权利要求8所述的直升机旋翼桨毂限动器测试台的测试方法，其特征在于：计算机将测试结果显示于计算机的屏幕上包括以下情况：

1)在传动转轴(2)升速过程中，有至少一个桨毂限动器(5)的打开角度(α)大于预设的特定角度值时，则显示为“开始打开”状态，并记录此时传动转轴(2)的转速为打开最小转速；当所有桨毂限动器(5)的打开角度(α)均大于预设的特定角度值时，则显示为“完全打开”状态，并记录此时传动转轴(2)的转速为整体打开最大转速；

2)在传动转轴(2)降速过程中，有至少一个桨毂限动器(5)的打开角度(α)小于预设角度值时，则显示为“开始闭合”状态，并记录此时传动转轴(2)的转速为闭合最大转速；当所有桨毂限动器(5)的打开角度(α)均小于预设角度值时，则显示为“完全闭合”状态，并记录此时传动转轴(2)的转速为整体闭合最小转速。