CN107741238A - 一种角速率陀螺测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角速率陀螺测试装置，属于飞机测试技术领域。包括：角速率陀螺夹具、角速率陀螺仪、单轴速率转台台面；角速率陀螺夹具为一体化三轴正交安装夹具，分别设置有滚转轴安装面、俯仰轴安装面及偏航轴安装面；角速率陀螺仪安装在所述偏航轴安装面上；角速率陀螺夹具通过滚转轴安装面、俯仰轴安装面及偏航轴安装面与所述单轴速率转台台面分别配合安装，且角速率陀螺夹具的重心与单轴速率转台台面的旋转中心一致；进而所述角速率陀螺仪能够分别进行滚转轴角速率通道控制律的测试、俯仰轴角速率通道控制律的测试及偏航角度率通道控制律的测试。本发明实现了便携式台面单轴速率转台上对角速率陀螺仪的快速、高效测试，同时保证了测试精度。

Description

一种角速率陀螺测试装置

技术领域

本发明属于飞机测试技术领域，具体涉及一种角速率陀螺测试装置。

背景技术

目前对对飞机飞行控制系统俯仰、滚转、偏航通道的角速率控制律进行测试验证，可以有如下两种方法：

一种是通过将角速率陀螺安装在三轴转台上，通过三轴转台的运动，带动角速率陀螺运动，角速率陀螺感应不同轴的角速率信号到飞控计算机，进行控制律解算，给出相应轴的舵偏指令，通过比较转台转动方向、速率和舵偏指令的极性及数值大小关系来测试控制律及角速率陀螺是否正确。这种方法优点只需安装一次角速率陀螺，测量方便，适用于实验室验证；实际应用中缺点很明显，三轴转台成本很高，体积庞大，很难移动，不适合飞机外场机上地面试验的测试。

第二种是通过单轴速率转台，利用不同的安装夹具，实现对飞机三轴角速率控制律及角速率陀螺的测试判定。这种方法优点是成本较低，单轴速率转台可以移动，测量较方便；缺点是大台面单轴转台体积较大，重量较重，移动很不方便，三轴角速率测试使用不同的安装夹具，拆卸安装繁琐、复杂，效率低。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种角速率陀螺测试装置，通过一个紧凑的一体化的正交的测试装置，通过内嵌式内六方安装螺钉的安装方式，使小台面单轴速率转台可以对角速率陀螺进行飞机俯仰、滚转、偏航三轴角速率进行测试，提高了测试效率及测量精度。

本发明的技术方案：一种角速率陀螺测试装置，适用于飞机飞行控制系统俯仰、滚转、偏航角度率通道控制律的测试验证，包括：角速率陀螺夹具、角速率陀螺仪、单轴速率转台台面；

所述角速率陀螺夹具为一体化三轴正交安装夹具，分别设置有滚转轴安装面、俯仰轴安装面及偏航轴安装面；

所述角速率陀螺仪安装在所述偏航轴安装面上；

所述角速率陀螺夹具通过滚转轴安装面、俯仰轴安装面及偏航轴安装面与所述单轴速率转台台面分别配合安装，且角速率陀螺夹具的重心与单轴速率转台台面的旋转中心一致；

进而所述角速率陀螺仪能够分别进行滚转轴角速率通道控制律的测试、俯仰轴角速率通道控制律的测试及偏航角度率通道控制律的测试。

优选地，所述角速率陀螺仪标记有飞行方向的箭头，所述角速率陀螺仪通过滚转轴安装面垂直于单轴速率转台台面安装，且所述飞行方向的箭头垂直于所述单轴速率转台台面，用于滚转轴角速率通道控制律的测试。

优选地，所述角速率陀螺仪通过俯仰轴安装面垂直于单轴速率转台台面安装，且所述飞行方向的箭头与所述单轴速率转台台面的法向一致，用于俯仰轴角速率通道控制律的测试。

优选地，所述角速率陀螺仪通过偏航轴安装面水平于所述单轴速率转台台面安装，且所述飞行方向的箭头指向所述滚转轴安装面，用于偏航角度率通道控制律的测试。

优选地，所述所述角速率陀螺仪通过滚转轴安装面、俯仰轴安装面及偏航轴安装面分别设置有内嵌式安装孔，所述内嵌式安装孔设置有内六方螺钉，滚转轴安装面、俯仰轴安装面及偏航轴安装面分别通过内六方螺钉固定在所述单轴速率转台台面上。

优选地，所述单轴速率转台台面均布设置有多个预制螺纹孔；

所述预制螺纹孔沿单轴速率转台台面的中心周向均布且等间距设置，满足所述角速率陀螺夹具不同方向的安装。

优选地，所述偏航轴安装面设置有多个定位孔，所述角速率陀螺仪通过定位孔安装在所述角速率陀螺夹具上。

优选地，所述角速率陀螺夹具固连在单轴速率转台台面上，角速率陀螺仪的重心和单轴速率转台台面的旋转轴偏差小于10毫米。

本发明技术方案的有益技术效果：本发明实现了在便携式小台面单轴速率转台上对角速率陀螺的快速、高效的测试。小台面转台移动方便，一体化三轴正交安装夹具安装快捷，内嵌式内六方螺钉安装结构紧凑，适配小转台台面安装。夹具安装重心满足转台旋转中心范围要求，保证了测试精度。

附图说明

图1为本发明一种角速率陀螺测试装置的一优选实施例角速率陀螺仪的安装示意图一；

图2为本发明一种角速率陀螺测试装置的一优选实施例角速率陀螺仪的安装示意图二；

图3为本发明一种角速率陀螺测试装置的一优选实施例角速率陀螺仪的安装示意图三；

图4为图1所示实施例的角速率陀螺夹具结构示意图。

图5为图1所示实施例的单轴速率转台台面结构示意图。

其中，1-角速率陀螺夹具，2-角速率陀螺仪，3-单轴速率转台台面，4-内嵌式安装孔，5-内六方螺钉，6-滚转轴安装面，7-俯仰轴安装面，8-偏航轴安装面，9-预制螺纹孔，10-定位孔。

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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

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。

一种角速率陀螺测试装置，适用于飞机飞行控制系统俯仰、滚转、偏航角度率通道控制律的测试验证，包括：角速率陀螺夹具1、角速率陀螺仪2、单轴速率转台台面3；

角速率陀螺夹具1为一体化三轴正交安装夹具，分别设置有滚转轴安装面6、俯仰轴安装面7及偏航轴安装面8。

角速率陀螺仪2安装在偏航轴安装面8上，通过改变角速率陀螺夹具1与单轴转台台面3的安装面，实现飞机飞行控制系统俯仰、滚转、偏航角度率通道控制律的测试验证。

本实施例中，滚转轴安装面6、俯仰轴安装面7及偏航轴安装面8分别设置有内嵌式安装孔4，内嵌式安装孔4设置有内六方螺钉5，滚转轴安装面6、俯仰轴安装面7及偏航轴安装面8分别通过内六方螺钉5固定在单轴速率转台台面3上。

角速率陀螺夹具1通过滚转轴安装面6、俯仰轴安装面7及偏航轴安装面8分别与单轴速率转台台面3配合安装；安装完毕后角速率陀螺夹具1的重心与单轴速率转台台面3的旋转中心一致；

进而角速率陀螺仪2能够分别进行滚转轴角速率通道控制律的测试、俯仰轴角速率通道控制律的测试及偏航角度率通道控制律的测试。

本实施例中，如图4所示：单轴速率转台台面3均布设置有多个预制螺纹孔9，多个螺纹孔9均分成多个螺纹孔组：A₁-A₃，B₁-B₃，C₁-C₃，D₁-D₃，E₁-E₃，F₁-F₃，G₁-G₃，H₁-H₃；

多个螺纹孔组沿单轴速率转台台面3的中心周向均布，且每个螺纹孔组设置有三个等间距的螺纹孔9，满足角速率陀螺夹具1不同方向的安装。

本实施例中，偏航轴安装面8设置有多个定位孔10，角速率陀螺仪2通过定位孔10安装在角速率陀螺夹具1上，保证和角速率陀螺仪2的重心和单轴速率转台台面3的旋转轴偏差小于10毫米，保证角速率陀螺2测试精度。

本实施例中，角速率陀螺夹具1的偏航轴安装面8通过固定的装配孔和内嵌式安装孔4利用内六方螺钉5与单轴速率转台台面3的A₃、B₃、C₃、F₃、G₃、H₃预置螺纹孔固连在单轴速率转台台面3上，使角速率陀螺仪2面板的飞行方向箭头图标平行于单轴速率转台台面3，随着单轴速率转台台面3按设定角速率的正向或反向旋转，带动角速率陀螺仪2运动，角速率陀螺仪2就可以感应出飞机偏航轴向角速率信号，通过试验电缆输出给机载计算机进行偏航轴角速率通道控制律的测试。

测试完后，从单轴速率转台台面3拆卸下角速率陀螺夹具1，然后将角速率陀螺夹具1的俯仰轴安装面7通过固定的装配孔和内嵌式安装孔4利用内六方螺钉5与单轴速率转台台面3的A₁、D₂、E₂、H₁预置螺纹孔固连在单轴速率转台台面3上，使角速率陀螺仪2面板的飞行方向箭头图标与单轴速率转台台面3的圆形台面法向一致，随着单轴速率转台台面3按设定角速率的正向或反向旋转，带动角速率陀螺仪2运动，角速率陀螺仪2就可以感应出飞机俯仰轴向角速率信号，通过试验电缆输出给机载计算机进行俯仰轴角速率通道控制律的测试。

测试完后，从单轴速率转台台面3拆卸下角速率陀螺夹具1，然后将角速率陀螺夹具1的滚转轴安装面6通过固定的装配孔和内嵌式安装孔4利用内六方螺钉5与单轴速率转台台面3的A₁、B₃、C₃、F₃、G₃、H₁预置螺纹孔固连在单轴速率转台台面3上，使角速率陀螺仪2面板的飞行方向箭头图标垂直于单轴速率转台台面3，随着单轴速率转台台面3按设定角速率的正向或反向旋转，带动角速率陀螺仪2运动，角速率陀螺仪2就可以感应出飞机俯仰轴向角速率信号，通过试验电缆输出给机载计算机进行滚转轴角速率通道控制律的测试。

本发明是以便携式小台面单轴速率转台为基本旋转平台，通过一体化三轴正交角速率陀螺安装夹具，通过夹具的内嵌式内六方螺钉将角速率陀螺仪按不同的轴向安装在转台上，夹具设计尺寸保证安装夹具的重心和单轴速率转台的旋转中心相一致，保证测量精度。

本发明通过单轴速率转台的正转或者反转，结合角速率陀螺安装夹具安装在哪个感应轴向上，来测量角速率陀螺和相应轴向角速率控制律的正确与否。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种角速率陀螺测试装置，适用于飞机飞行控制系统俯仰、滚转、偏航角度率通道控制律的测试验证，其特征在于，包括：角速率陀螺夹具(1)、角速率陀螺仪(2)、单轴速率转台台面(3)；

所述角速率陀螺夹具(1)为一体化三轴正交安装夹具，分别设置有滚转轴安装面(6)、俯仰轴安装面(7)及偏航轴安装面(8)；

所述角速率陀螺仪(2)安装在所述偏航轴安装面(8)上；

所述角速率陀螺夹具(1)通过滚转轴安装面(6)、俯仰轴安装面(7)及偏航轴安装面(8)与所述单轴速率转台台面(3)分别配合安装，且角速率陀螺夹具(1)的重心与单轴速率转台台面(3)的旋转中心一致；

进而所述角速率陀螺仪(2)能够分别进行滚转轴角速率通道控制律的测试、俯仰轴角速率通道控制律的测试及偏航角度率通道控制律的测试。

2.如权利要求1所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述角速率陀螺仪(2)标记有飞行方向的箭头，所述角速率陀螺仪(2)通过滚转轴安装面(6)垂直于单轴速率转台台面(3)安装，且所述飞行方向的箭头垂直于所述单轴速率转台台面(3)，用于滚转轴角速率通道控制律的测试。

3.如权利要求2所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述角速率陀螺仪(2)通过俯仰轴安装面(7)垂直于单轴速率转台台面(3)安装，且所述飞行方向的箭头与所述单轴速率转台台面(3)的法向一致，用于俯仰轴角速率通道控制律的测试。

4.如权利要求2所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述角速率陀螺仪(2)通过偏航轴安装面(8)水平于所述单轴速率转台台面(3)安装，且所述飞行方向的箭头指向所述滚转轴安装面(6)，用于偏航角度率通道控制律的测试。

5.如权利要求1所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述角速率陀螺仪(2)通过滚转轴安装面(6)、俯仰轴安装面(7)及偏航轴安装面(8)分别设置有内嵌式安装孔(4)，所述内嵌式安装孔(4)设置有内六方螺钉(5)，滚转轴安装面(6)、俯仰轴安装面(7)及偏航轴安装面(8)分别通过内六方螺钉(5)固定在所述单轴速率转台台面(3)上。

6.如权利要求1所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述单轴速率转台台面(3)均布设置有多个预制螺纹孔(9)；

所述预制螺纹孔(9)沿单轴速率转台台面(3)的中心周向均布且等间距设置，满足所述角速率陀螺夹具(1)不同方向的安装。

7.如权利要求1所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述偏航轴安装面(8)设置有多个定位孔(10)，所述角速率陀螺仪(2)通过定位孔(10)安装在所述角速率陀螺夹具(1)上。

8.如权利要求1所述的角速率陀螺测试装置，其特征在于：所述角速率陀螺夹具(1)固连在单轴速率转台台面(3)上，角速率陀螺仪(2)的重心和单轴速率转台台面(3)的旋转轴偏差小于10毫米。