CN106081157A - 一种垂向随动加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机结构强度试验加载设备领域，特别是涉及一种垂向随动加载装置，以至少解决现有装置试验精度低的问题。本发明装置包括：测力传感器；拉杆，顶端与测力传感器的底端铰接；杠杆，其连接部与测力传感器的底端铰接；第一轴承和第二轴承，分别设置在杠杆的两段水平段上；第一加载接头和第二加载接头，分别与第一轴承和第二轴承连接；伸缩件，顶端与第一加载接头连接，底端与第一底座铰接；第二加载接头底端通过滚子链绕过第二底座的链轮后与加载作动筒连接。本发明的垂向随动加载装置在加载过程，在加载过程中会随着试验件加载点的移动而自动调整加载位置，避免了飞机结构试验垂向加载过程中附加航向分量的产生，提高加载试验精度。

Description

一种垂向随动加载装置

技术领域

本发明涉及飞机结构强度试验加载设备领域，特别是涉及一种垂向随动加载装置。

背景技术

在飞机结构试验的某些工况，例如起落架试验工况，加载点的垂直向上载荷一般是通过立柱-撬杠方式施加或直接在加载点正下方利用作动筒垂向加载；但是，这两种加载方式只能保证加载初始时刻试验载荷的施加方向为垂向，由于试验加载过程中加载点会随着试验件的变形而偏离最初位置，这两种加载方式所施加的载荷在试验加载过程中会不可避免的产生附加航向载荷分量，影响了试验加载的精确性。

发明内容

本发明的目的是提供了一种垂向随动加载装置，以至少解决现有垂向试验加载装置试验精度低的问题。

本发明的技术方案是：

一种垂向随动加载装置，包括设置在水平的试验地面上方的：

测力传感器，顶端与预加载点铰接；

拉杆，延竖直方向设置，顶端与所述测力传感器的底端铰接；

杠杆，包括位于顶端的连接部以及两段支撑段，两段支撑段分别位于所述连接部的水平两侧，每个所述支撑段上设置有与所述试验地面平行的水平段，所述连接部与所述测力传感器的底端铰接；

第一轴承，设置在所述杠杆的其中一段水平段上，且所述第一轴承的轴线与水平面平行；

第一加载接头，顶端与所述第一轴承的内圈固定连接；

伸缩件，顶端与所述第一加载接头的底端固定连接；

第一底座，固定设置在所述试验地面上，顶端与所述伸缩件的底端铰接，且所述铰接点的转动轴线与所述第一轴承的轴线平行；

第二轴承，设置在所述杠杆的另一段水平段上，且所述第一轴承的轴线、第二轴承的轴线以及所述连接部顶端的铰接点的转动轴线之间相互平行；

第二加载接头，顶端与所述第二轴承的内圈固定连接；

第二底座，固定设置在所述试验地面上，顶部铰接设置有链轮；

加载作动筒，固定设置在所述试验地面上，且加载方向沿水平方向；

滚子链，一端与所述第二加载接头的底端固定连接，另一端先沿竖直方向绕过链轮转向90°后与所述加载作动筒的加载端固定连接。

优选的，所述测力传感器的顶端通过测力传感器上接头与所述预加载点铰接，底端通过测力传感器下接头与所述拉杆的顶端铰接。

优选的，所述杠杆的每个支持段还包括：

倾斜段，与所述水平地面呈预定角度，位于水平段与所述连接部之间；

限位段，位于水平段的远离所述连接部的一侧，且具有沿竖直向上的凸起。

优选的，所述第一加载接头顶端具有U形开口端，所述U形开口端由下至上卡合在所述杠杆的本体以及所述第一轴承外侧，并通过螺栓与所述第一轴承的内圈固定连接。

优选的，所述第二加载接头的顶端具有U形开口端，所述U形开口端由下至上卡合在所述杠杆的本体以及所述第二轴承外侧，并通过螺栓与所述第二轴承的内圈固定连接。

优选的，所述第一轴承和第二轴承均为调心滚子轴承。

优选的，所述伸缩件为松紧螺套。

本发明的优点在于：

本发明的垂向随动加载装置在加载过程中，第一轴承和第二轴承能够在杠杆的对应水平段上移动，在加载过程中会随着试验件加载点的移动而自动调整加载位置，使得加载装置的加载方向始终保持垂向，避免了飞机结构试验垂向加载过程中附加航向分量的产生，提高加载试验精度。

附图说明

图1是本发明垂向随动加载装置的立体图；

图2是本发明垂向随动加载装置的主视图；

图3是本发明垂向随动加载装置中杠杆的主视图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本发明垂向随动加载装置做进一步详细说明。

本发明提供了一种垂向随动加载装置，用于对预加载点进行垂向加载试验；垂向随动加载装置可以包括设置在水平的试验地面上方的测力传感器1、拉杆2、杠杆3、轴承、加载接头、底座以及加载作动筒等部件。

测力传感器1可以采用目前已知多种适合的测力传感器沿竖直方向设置，其顶端与预加载点铰接；并且，测力传感器1顶端可以通过多种适合的方式与预加载点铰接，例如用过轴、销、螺栓等；本实施例中，优选测力传感器1的顶端具有测力传感器上接头11，底端具有测力传感器下接头12，测力传感器上接头11的顶端呈U形开口状，U形开口卡合在预加载点上，并通过螺栓依次穿过后完成铰接，且铰接点的转动轴线与试验地面水平。

同样，测力传感器1底端可以通过多种适合的方式与拉杆2的顶端铰接；本实施例中，拉杆2延竖直方向设置，成双耳结构形式，测力传感器下接头12呈单耳结构形式，通过单双耳配合形式，再使用螺栓进行铰接。

杠杆3可以为多种适合的结构形式；本实施例中，杠杆3特别如图2所示的，呈长板状，板面垂直于试验地面；杠杆3可以包括位于顶端的连接部31以及两段支撑段32，两段支撑段32分别位于连接部31的水平两侧，每个支撑段32上设置有与试验地面平行的水平段321，连接部31与测力传感器1的底端铰接。

轴承可以包括第一轴承41和第二轴承42，且可以选择为多种适合的轴承，本实施例中优选为调心滚子轴承，以预留一定的转动余量，提供装置的稳定性。其中，第一轴承41设置在杠杆2的其中一段水平段321上，且第一轴承41的轴线与水平面平行；第二轴承42设置在杠杆3的另一段水平段421上，且第一轴承41的轴线、第二轴承42的轴线以及连接部31顶端的铰接点的转动轴线之间相互平行。

加载接头可以包括第一加载接头51和第二加载接头52；同样，本实施例中，优选加载接头的顶端采用U形开口状。

具体地，第一加载接头51顶端具有U形开口端由下至上卡合在杠杆3的本体以及第一轴承41外侧，并通过螺栓与第一轴承41的内圈固定连接。

同样，第二加载接头52的顶端具有U形开口端由下至上卡合在杠杆3的本体以及第二轴承42外侧，并通过螺栓与第二轴承42的内圈固定连接。

伸缩件6的顶端与第一加载接头51的底端固定连接；伸缩件6可以采用已知的多种适合的结构，例如可以采用小型液压缸、松紧螺套等，本实施例中优选松紧螺套。

底座可以包括第一底座71和第二底座72，均固定设置在试验地面上。第一底座71固定设置在试验地面上，顶端与伸缩件6的底端铰接，且铰接点的转动轴线与第一轴承41的轴线平行。

第二底座72固定设置在试验地面上，顶部铰接设置有链轮73；滚子链9一端与第二加载接头52的底端固定连接，另一端先沿竖直方向绕过链轮73转向90°后与加载作动筒8的加载端固定连接；加载作动筒8固定设置在试验地面上，且加载方向沿水平方向。

进一步，本发明的垂向随动加载装置中，杠杆3的每个支持段32还包括倾斜段322以及限位段323；倾斜段322与水平地面呈预定角度，位于水平段321与连接部31之间；限位段323位于水平段321的远离连接部31的一侧，且具有沿竖直向上的凸起，且凸起在竖直平面内呈圆弧状，以防止调心滚子轴承在加载过程中滑出杠杆3平面。

本发明的垂向随动加载装置安装过程如下：

首先将预加载点连接至测力传感器1，再将专用加载杠杆3连接至测力传感器1，专用杠杆3的两端带有一段水平段321，平面分别放置调心滚子轴承(第一轴承41和第二轴承42与加载接头相连，从而形成两个铰接形式的传力，其中一端(图1中右端)的第一加载接头51连接松紧螺套的一端，松紧螺套的另一端通过铰接固定在第一底座71上；另一端(图1中左端)的第二加载接头52可通过滚子链9绕过固定在平台上的第二底座72上的链轮73后连接加载作动筒8，此时加载作动筒8底座可固定。至此，该套随动加载装置即完成安装；安装完成后根据调试结果来调节松紧螺套的长度，使之在加载至最大力时使专用杠杆4的平面保持水平，调整完后即可进行垂向随动加载。

本发明的垂向随动加载装置中，第一轴承41和第二轴承42能够在杠杆3的对应水平段321上移动，从而当加载点在加载过程中出现某方向的移动时，测力传感器1、专用杠杆3会跟随加载点移动，从而调心滚子轴承会在杠杆3的水平段321上自动沿该方向滚动至力的平衡位置，该位置能确保垂向载荷始终与初始加载方向平行。本发明的垂向随动加载装置不仅能实现随动加载的功能，在整个加载过程中无需人工调节作动筒底座位置，可自动跟随加载点移动至平衡位置，安全系性高；并且整套装置成本低，经济性好，操作简单，实用性好。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种1090ES信号自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、构建二值化的1090ES信号框架脉冲组的已知波形以及二值化的1090ES信号数据位脉冲的已知波形，其中，所述框架脉冲组的已知波形具有第一预定时长，所述数据位脉冲的已知波形具有第二预定时长；

步骤二、对微波接收机输出的信号进行数字采样，形成数字视频信号；

步骤三、将所述数字视频信号进行双门限检测，形成二值化视频信号；

步骤四、通过延时窗对所述二值化视频信号进行延时处理，其中，所述延时窗的长度与所述第一预定时长相同；

步骤五、将经过延时处理的所述二值化视频信号与所述二值化的1090ES信号框架脉冲组的已知波形进行按位异或，并对异或后的一维向量中1的个数进行统计，获取两者间相关程度的第一指标值；

步骤六、将所述第一指标值与第一预定门限值范围进行比较；仅当所述第一指标值处于所述第一预定门限值范围内时，则判断1090ES信号框架脉冲组已检测到，并进行步骤七；

步骤七、将经过延时处理的所述二值化视频信号与所述1090ES信号数据位脉冲的已知波形进行按位异或，并对异或后的一维向量中1的个数进行统计，获取两者间相关程度的第二指标值；

步骤八、将所述第二指标值与第二预定门限值范围进行比较；仅当所述第二指标值处于所述第二预定门限值范围内时，则判断1090ES信号数据位脉冲已检测到，完成1个1090ES信号数据位脉冲的脉位调制解调；

步骤九、重复步骤八，完成全部1090ES信号数据位脉冲的脉位调制解调。

2.根据权利要求1所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，二值化的1090ES信号框架脉冲组的已知波形的向量表示为：

F＝[F(0),F(1),...,F(N-1)]^T；

其中，N表示框架脉冲组的已知波形的第一预定时长，向量中各元素的取值为0或1。

3.根据权利要求1所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，二值化的1090ES信号数据位脉冲的已知波形的向量表示为：

D＝[D(0),D(1),...,D(M-1)]^T；

其中，M表示数据位脉冲的已知波形的第二预定时长，向量中各元素的取值为0或1。

4.根据权利要求2或3所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤四中，进行延时处理的二值化视频信号的向量表示为：

V＝[V(0),V(1),...,V(N-1)]^T；或

V＝[V(0),V(1),...,V(M-1)]^T；

其中，向量中各元素的取值为0或1。

5.根据权利要求4所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤五中，是通过如下关系式获取所述第一指标值：

${\mathrm{corr}}_F=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\Σ}}{(V\⊕F)}_i;$

在所述步骤七中，是通过如下关系式获取所述第二指标值：

${\mathrm{corr}}_D=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\Σ}}{(V\⊕D)}_i.$

6.根据权利要求5所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，所述步骤六中的第一预定门限值范围是[a，b]，其中，a为所述第一预定时长的90％，b等于所述第一预定时长。

7.根据权利要求5所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述框架脉冲组的已知波形包括两种，分别为第一已知波形或第二已知波形；

在所述步骤八中：

当所述框架脉冲组的已知波形为第一已知波形时，所述第二预定门限值范围是[c，d]，其中，c为所述第二预定时长的80％时，d等于所述第二预定时长；

当所述框架脉冲组的已知波形为第二已知波形时，所述第二预定门限值范围是[e，f]，其中，e为0，d为所述第二预定时长的20％时。

8.根据权利要求5所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述框架脉冲组的已知波形包括两种，分别为第一已知波形或第二已知波形；

在所述步骤八中：

当所述框架脉冲组的已知波形为第一已知波形时，所述第二预定门限值范围是[c，d]，其中，c为0，d为所述第二预定时长的20％时；

当所述框架脉冲组的已知波形为第二已知波形时，所述第二预定门限值范围是[e，f]，其中，e为所述第二预定时长的80％时，f等于所述第二预定时长。

9.根据权利要求1所述的1090ES信号自动检测方法，其特征在于，在所述步骤二中，当所述微波接收机输出的信号为中频信号时，还包括：

将进行数字采样后形成的数字中频信号进行正交变换和数字检波，形成数字视频信号。

10.一种1090ES信号自动检测系统，其特征在于，包括：

波形构建模块：用于构建二值化的1090ES信号框架脉冲组的已知波形以及二值化的1090ES信号数据位脉冲的已知波形；

信号采样模块：对微波接收机输出的信号进行数字采样；

第一信号处理模块：用于将所述信号采样模块中形成的数字中频信号进行正交变换和数字检波，形成数字视频信号；

第二信号处理模块：用于将数字视频信号进行双门限检测，形成二值化视频信号；

第三信号处理模块：用于通过延时窗对所述第二信号处理模块传递的二值化视频信号进行延时处理；

第一信号匹配模块；用于将所述第三信号处理模块传递的二值化视频信号与所述波形构建模块构建的所述二值化的1090ES信号框架脉冲组的已知波形进行按位异或，并根据匹配结果判断1090ES信号框架脉冲组的检测结果；

第二信号匹配模块；用于在所述第一信号匹配模块中检测到1090ES信号框架脉冲组时，将所述第三信号处理模块传递的二值化视频信号与所述1090ES信号数据位脉冲的已知波形进行按位异或，并根据匹配结果判断1090ES信号框架脉冲组的检测结果，并最终完成1090ES信号数据位脉冲的脉位调制解调。