CN107192549B - 一种飞机驾驶杆静态特性测量装置 - Google Patents

Abstract

一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，驾驶杆头部固定有驾驶杆头部夹具，驾驶杆头部夹具上方设置有用于安装操作杆的圆柱孔，圆柱孔轴线与驾驶杆的操纵轴同轴；纵向后拉测力应变计、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计及横向左压测力应变计置于操作杆与驾驶杆头部夹具之间；同时在操作杆侧边分别固定有横向倾角传感器和纵向倾角传感器；将测力应变计置于杆形结构内，有效减小力传感器、T形把手自重对测量结果的影响，同时避免由于操作人员难以准确控制施力方向导致的人为因素对测试结果的影响；倾角传感器直接固定于操作杆上，在操作时无须拆除座椅，从而节省操作时间，避免了移动传感器固定夹可能碰到座舱内设备的情况发生。

Description

一种飞机驾驶杆静态特性测量装置

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种飞机驾驶杆静态特性测量装置。

背景技术

飞机驾驶杆的静态特性指标包括操纵力、操纵行程、启动力、空行程等，静态特性指标直接影响飞机的操纵品质，因此，需要在驾驶杆装机后或维护定检时进行相关的静态特性检查，以验证静态特性指标是否符合技术要求。

目前针对飞机驾驶杆的静态特性指标一般采用外置力传感器和线位移传感器进行测量，将力传感器一端通过夹具固定在驾驶杆手柄的操纵点附近，另一端连接一T形把手，用于测量人员的手动操纵；线位移传感器垂直固定在一夹具上，夹具结构为底盘+固定杆的形式，底盘可放置在座舱地板，线位移传感器输出端连接一根张力较小的细线，细线绕过力传感器固定夹具上的一个滑轮，再连接在手柄夹具上操纵点位置；测量时，操作人员通过操纵T形把手，将力和位移传递给力传感器，力传感器的另一端在带动驾驶杆手柄运动，同时与手柄相连的细线随着手柄的运动，带动线位移传感器的运动，而后力传感器和位移传感器分别测量运动过程中的操纵力和操纵位移，并将相关信息传输给数据采集设备进行计算分析，其存在的不足如下：

用于固定线位移传感器的夹具较笨重，尺寸较大，需要放置于座舱地板上，在测量过程中通常需要拆除座舱内的座椅，不仅增加额外的工作量，同时由于尺寸较大，移动及存放均不方便，在座舱内移动时，也容易磕碰舱内的设备；而T形把手和力传感器外置于手柄的一侧，在操作过程中，容易产生侧向力，对操作人员的技术水平要求较高，人为因素对测量结果的影响较大；且线位移传感器活动部件的铁芯、T形把手及力传感器自身的重心由于偏离驾驶杆中心轴线位置较远，从而导致自重在测量力的结果中产生较大影响，特别是较为敏感的启动力指标；细线传递线位移过程中，受细线本身的张力、固定时系留松紧等产生的间隙等均会对位移测量产生影响，特别是空行程的影响更为明显。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，包括操作杆、纵向后拉测力应变计、驾驶杆头部夹具、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计及横向左压测力应变计，其中，驾驶杆头部固定有驾驶杆头部夹具，驾驶杆头部夹具上方设置有用于安装操作杆的圆柱孔，且圆柱孔轴线与驾驶杆的操纵轴同轴，以提高测量精度；纵向后拉测力应变计、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计及横向左压测力应变计置于操作杆与驾驶杆头部夹具之间，用于测量操作人员施加在操作杆上的力传递至驾驶杆上的载荷，通过此四个应变计与驾驶杆操纵点的相对位置换算作用于驾驶杆上的力；同时在操作杆侧边分别固定有横向倾角传感器和纵向倾角传感器，纵向后拉测力应变计、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计、横向左压测力应变计、横向倾角传感器及纵向倾角传感器分别与信息处理系统连接，在操作驾驶杆的过程中，横向倾角传感器和纵向倾角传感器随杆体一起产生倾角变化，并将倾角变化信息传递给信息处理系统，用于计算分析。

在本发明中，驾驶杆头部与驾驶杆头部夹具之间设置有夹具填充块，通过夹具填充块进行填充，夹具填充块为轻质材料制成，但需要保证能承受所需的操纵载荷下不产生变形，可是木制材料、塑性材料等材质制成，形状应与待测试对象的驾驶杆头部相匹配；同时在夹具填充块与驾驶杆之间设置有海绵体类柔软介质层，以防止夹具填充块损伤驾驶杆的表面。

在本发明中，驾驶杆头部夹具上安装有夹具固定卡箍，可使用金属卡箍、绳索类非金属材料等制成。

在本发明中，操纵杆形状为实心圆柱体、空心圆柱体、长方体其中的任意一种。

在本发明中，横向倾角传感器与纵向倾角传感器为方形结构。

在本发明中，操作时直接握住驾驶杆上方的操作杆进行纵向或横向操作，操作杆的作用力迫使操作杆与驾驶杆头部夹具之间产生挤压力，此时安装在操作杆与驾驶杆头部夹具之间的四个测力应变计检测挤压力大小，并将该信息以电压的形式传递给信号采集系统用于计算分析；同时，横向倾角传感器和纵向倾角传感器检测驾驶杆运动过程中的倾角变化，并将该角度变化值传递给信号采集系统，由于驾驶杆的运动角度与线位移成线性比例关系，故可根据传动比将该角度变化值换算为驾驶杆的操纵位移，也可直接使用角度值作为测量结果记录。

有益效果：本发明将测力应变计置于杆形结构内，有效减小力传感器、T形把手自重对测量结果的影响，同时避免由于操作人员难以准确控制施力方向导致的人为因素对测试结果的影响；倾角传感器直接固定于操作杆上，省去笨重的传感器固定架，在操作时无须拆除座椅，从而节省操作时间，同时也避免了移动传感器固定夹可能碰到座舱内设备的情况发生。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例的正视图。

图2是本发明的较佳实施例的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1～2的一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，包括操作杆1、横向倾角传感器2、纵向后拉测力应变计3、夹具固定卡箍4、驾驶杆5、夹具填充块6、驾驶杆头部夹具7、纵向前推测力应变计8、纵向倾角传感器9、横向右压测力应变计10及横向左压测力应变计11，其中，驾驶杆头部夹具7固定于驾驶杆5头部，由于驾驶杆5头部为异形结构，因此通过夹具填充块6进行填充，夹具填充块6使用轻质材料制成，但需要保证能承受所需的操纵载荷下不产生变形，可是木制材料、塑性材料等材质制成，形状应与待测试对象的驾驶杆5头部相匹配；同时在夹具填充块6与驾驶杆5之间应增加一层海绵体类柔软介质层，以防止夹具填充块6损伤驾驶杆5的表面；夹具固定卡箍4用于绑紧驾驶杆头部夹具7，可使用金属卡箍、绳索类非金属材料等制成，夹具固定卡箍4圈数不限于两圈，可多圈，系紧方式可以是绑扎、螺栓固定等方式；驾驶杆头部夹具7上方设置有一圆柱孔，圆柱孔轴线与驾驶杆5操纵轴同轴，以提高测量精度，驾驶杆头部夹具7的材料不限于某一特定材料，其形状根据待测试对象的不同进行改变；操作杆1安装于驾驶杆头部夹具7上方的圆柱孔内，操纵杆1的形状不限于实心圆柱体、空心圆柱体、长方体等形状，还可是其他形状；纵向后拉测力应变计3、纵向前推测力应变计8、横向右压测力应变计10及横向左压测力应变计11置于操作杆1与驾驶杆头部夹具7之间，用于测量操作人员施加在操作杆1上的力传递至驾驶杆5上的载荷，通过此四个应变计与驾驶杆5操纵点的相对位置换算作用于驾驶杆5上的力，其安装位置不限于此位置，也可是其他可测量操纵力的位置；在操作杆1侧边分别固定有横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9，在操作驾驶杆5的过程中，横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9随着杆体一起产生倾角变化，并将倾角变化信息传递给信息处理系统，用于计算分析，倾角传感器的位置不限于图中所示的位置，也可以是其他可以准确测量驾驶杆角度变化的位置，横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9不限于图1～2所示的方形，也可是其他形状，横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9也不限于分体式结构，也可将横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9合并至一个结构件内，还可是集成于整体结构中。

在本实施例中，将纵向后拉测力应变计3、纵向前推测力应变计8、横向右压测力应变计10及横向左压测力应变计11置于操作杆1与驾驶杆头部夹具7之间，同时在操作杆1侧边安装有横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9，整个机构为一杆形结构，直接安装于驾驶杆5头部，相当于延长了驾驶杆5结构长度，操作时直接握住驾驶杆5上方的操作杆1进行纵向或横向操作，操作杆1的作用力迫使操作杆1与驾驶杆头部夹具7之间产生挤压力，此时安装在操作杆1与驾驶杆头部夹具7之间的四个测力应变计检测挤压力大小，并将该信息以电压的形式传递给信号采集系统用于计算分析；同时，横向倾角传感器2和纵向倾角传感器9检测驾驶杆5运动过程中的倾角变化，并将该角度变化值传递给信号采集系统，由于驾驶杆5的运动角度与线位移成线性比例关系，故可根据传动比将该角度变化值换算为驾驶杆5的操纵位移，也可直接使用角度值作为测量结果记录，有效避免由于操作人员难以准确控制施力方向导致的人为因素对测试结果的影响，倾角传感器直接固定于操作杆1上，省去笨重的传感器固定架，在操作时无须拆除座椅，从而节省操作时间，同时也避免了移动传感器固定夹可能碰到座舱内设备的情况发生。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，包括操作杆、纵向后拉测力应变计、驾驶杆头部夹具、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计及横向左压测力应变计，其特征在于，纵向后拉测力应变计、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计及横向左压测力应变计置于操作杆与驾驶杆头部夹具之间，同时在操作杆侧边安装有横向倾角传感器和纵向倾角传感器，整个机构为一杆形结构，直接安装于驾驶杆头部，驾驶杆头部夹具上方设置有用于安装操作杆的圆柱孔，圆柱孔轴线与驾驶杆的操纵轴同轴，且纵向后拉测力应变计、纵向前推测力应变计、横向右压测力应变计、横向左压测力应变计、横向倾角传感器及纵向倾角传感器分别与信息处理系统连接；

操作时直接握住驾驶杆上方的操作杆进行纵向或横向操作，操作杆的作用力迫使操作杆与驾驶杆头部夹具之间产生挤压力，此时安装在操作杆与驾驶杆头部夹具之间的四个测力应变计检测挤压力大小，并将该信息以电压的形式传递给信号采集系统用于计算分析；同时，横向倾角传感器和纵向倾角传感器检测驾驶杆运动过程中的倾角变化，并将该角度变化值传递给信号采集系统，由于驾驶杆的运动角度与线位移成线性比例关系，故可根据传动比将该角度变化值换算为驾驶杆的操纵位移，也可直接使用角度值作为测量结果记录。

2.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，其特征在于，驾驶杆头部与驾驶杆头部夹具之间设置有夹具填充块，夹具填充块为轻质材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，其特征在于，在夹具填充块与驾驶杆之间设置有海绵体类柔软介质层。

4.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，其特征在于，驾驶杆头部夹具上安装有夹具固定卡箍。

5.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，其特征在于，操纵杆形状为实心圆柱体、空心圆柱体、长方体其中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆静态特性测量装置，其特征在于，横向倾角传感器与纵向倾角传感器为方形结构。

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