CN108444626B - 飞行器舵面铰链力矩的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞行器舵面铰链力矩的测量装置，包括用于与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接的测量支架、测量天平和用于对飞行器舵面提供支撑且使飞行器舵面处于水平状态的顶块，顶块放置于测量天平上，测量支架设置多个。本发明飞行器舵面铰链力矩的测量装置，可以有效实现飞行器舵面铰链力矩大小的检测，结构简单，操作方便，检测效率高。

Description

飞行器舵面铰链力矩的测量装置
技术领域
本发明属于通用航空辅助设备技术领域，具体地说，本发明涉及一种飞行器舵面铰链力矩的测量装置。
背景技术
飞行器都有各种舵面，如方向舵、升降舵、副翼、襟翼等。舵面生产时，舵面多为中空结构，生产、喷漆比较困难，比较容易出现重量和铰链力矩超差的问题。舵面铰链力矩的大小影响着飞行器的机动性和控制精度，舵面铰链力矩大小检测的目的在于测量飞行器各舵面气动力压心的位置及其对铰链轴的力矩。现有技术中缺少能够对飞行器舵面铰链力矩进行有效检测的测量装置。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种飞行器舵面铰链力矩的测量装置，目的是实现飞行器舵面铰链力矩大小的检测。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：飞行器舵面铰链力矩的测量装置，包括用于与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接的测量支架、测量天平和用于对飞行器舵面提供支撑且使飞行器舵面处于水平状态的顶块，顶块放置于测量天平上，测量支架设置多个。
所述测量支架包括支架本体和设置于支架本体上且用于插入飞行器舵面上的铰链的轴孔中的固定销。
所述支架本体包括底板、设置于底板上的第一支撑杆和设置于第一支撑杆上的第二支撑杆，所述固定销设置于第二支撑杆上。
所述底板为水平设置，所述第一支撑杆为竖直设置于底板上，所述第二支撑杆的长度方向与底板相平行且第二支撑杆与第一支撑杆相垂直，固定销的轴线与底板相平行且与第二支撑杆的长度方向相垂直。
所述顶块包括下支撑杆和相对于下支撑杆为沿竖直方向可移动且用于与飞行器舵面接触的上支撑杆。
所述上支撑杆与所述下支撑杆为螺纹连接。
所述顶块还包括垫板，所述下支撑杆设置于垫板上且下支撑杆朝向垫板上方延伸。
所述测量支架设置两个，两个测量支架分别在飞行器舵面的一端与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接。
本发明飞行器舵面铰链力矩的测量装置，可以有效实现飞行器舵面铰链力矩大小的检测，结构简单，操作方便，检测效率高。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明飞行器舵面铰链力矩的测量装置的使用状态结构示意图；
图2是本发明飞行器舵面铰链力矩的测量装置使用状态的主视图；
图3是本发明飞行器舵面铰链力矩的测量装置使用状态的俯视图；
图4是本发明飞行器舵面铰链力矩的测量装置使用状态的侧视图；
图5是测量支架与铰链连接处的剖视图；
图6是飞行器舵面铰链力矩检测原理示意图；
图中标记为：1、飞行器舵面；2、铰链；3、固定销；4、测量支架；401、底板；402、第一支撑杆；403、第二支撑杆；5、顶块；501、垫板；502、下支撑杆；503、上支撑杆；6、测量天平。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图5所示，本发明提供了一种飞行器舵面铰链力矩的测量装置，包括用于与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接的测量支架4、测量天平6和用于对飞行器舵面提供支撑且使飞行器舵面处于水平状态的顶块5，顶块5放置于测量天平6上，测量支架4设置多个。
具体地说，如图6所示，原则上，飞行器舵面铰链的力矩M等于飞行器舵面的重心与铰链的中轴线之间的垂直距离r重心相乘飞行器舵面的重心处的重力值P重心，即M＝P重心*r重心，可以看到不同的距离r对应着不同的重力值P。因为实际的飞行器舵面并不是一个理想的不会发生变形物体，同时飞行器舵面上会安装盖板、支臂和其他零部件等，为了减少相关的影响，会根据实际的情况选择与顶块5的接触位置，其测量力矩值M＝P实测*r实测。
如图1至图5所示，测量支架4包括支架本体和设置于支架本体上且用于插入飞行器舵面上的铰链的轴孔中的固定销3。飞行器舵面上安装有多个铰链，铰链与飞行器舵面固定连接且铰链位于飞行器舵面的边缘处，所有铰链为沿飞行器舵面的长度方向依次布置，铰链上的轴孔为圆孔，铰链上的轴孔的轴线(也即铰链的中轴线，同时也是飞行器舵面的旋转中心线)与飞行器舵面的长度方向相平行，所有的铰链的轴孔是同轴的。固定销3的直径与铰链的轴孔的直径大小相同，使用固定销3将飞行器舵面上的铰链安装到测量支架4上，固定销3与铰链的轴孔为同轴，可以使飞行器舵面以固定销3的轴线为旋转中心线进行旋转，这样可以模拟飞行器舵面在飞行器上实际的运动方式，便于调节飞行器舵面的姿态，有助于提高测量结果的准确性。
使用时，测量支架4和测量天平6放置于操作台的顶面上，操作台的顶面为水平面，支架主体呈竖直状态放置于操作台的顶面上，固定销3位于操作台的顶面上方，固定销3呈水平状态，固定销3的轴线处于水平面内。如图1至图4所示，支架本体包括底板401、设置于底板401上的第一支撑杆402和设置于第一支撑杆402上的第二支撑杆403，固定销3设置于第二支撑杆403上。底板401为水平设置，底板401放置于操作台的顶面上，底板401为矩形平板，具有一定的尺寸，测量支架4能够稳定放置在操作台的顶面上，确保使测量支架4能够对飞行器舵面提供稳定支撑。
如图1至图4所示，第一支撑杆402为竖直设置于底板401上，第二支撑杆403的长度方向与底板401相平行且第二支撑杆403与第一支撑杆402相垂直，固定销3的轴线与底板401相平行且与第二支撑杆403的长度方向相垂直。第一支撑杆402的上端与第二支撑杆403的一端固定连接，第一支撑杆402的下端与底板401固定连接，固定销3设置于第二支撑杆403的另一端，第二支撑杆403的端部设有让固定销3穿过的销孔，固定销3的轴线与底板401的宽度方向相平行，第二支撑杆403的长度方向与底板401的长度方向相平行，第二支撑杆403的长度小于底板401的长度。这种结构的测量支架4结构简单，使用方便，与飞行器舵面之间的拆装很方便，使用时能够对飞行器舵面提供可靠稳定的支撑作用。
如图1至图4所示，使用时，测量天平6放置于操作台的顶面上，顶块5放置于测量天平6上，在将顶块5放置于测量天平6上后，需将测量天平6进行清零，然后将飞行器舵面放置在顶块5上，顶块5对飞行器舵面提供支撑作用，测量天平6的功能主要是测量承受的重力值大小。顶块5的上端是与飞行器舵面的底面进行接触，顶块5上的飞行器舵面相接触的部位即为顶块5的顶点，该顶点也是顶块5上高度最高的一点。测量支架4至少设置两个，顶块5设置一个，在飞行器舵面的长度方向上，顶块5位于两个测量支架4之间。在将飞行器舵面上的铰链安装到测量支架4上后，将飞行器舵面放置在顶块5上，然后调整顶块5的顶点的高度，要求顶块5的顶点的高度和铰链的轴线等高，最终使飞行器舵面处于水平状态，记录这时测量天平6显示的重力值P。对于顶块5的顶点的高度的确定、铰链的轴线的高度的确定以及顶块5的顶点与安装在飞行器舵面上的铰链的轴孔之间的垂直距离r的确定，可以通过人工测量的方式得到。
如图1至图4所示，顶块5包括下支撑杆502和相对于下支撑杆502为沿竖直方向可移动且用于与飞行器舵面接触的上支撑杆503。上支撑杆503用于在飞行器舵面的下方与飞行器舵面的底面相接触，以对飞行器舵面提供支撑作用，顶块5的顶点位于上支撑杆503的上端，上支撑杆503设置成相对于下支撑杆502可沿竖直方向进行移动，从而可以实现顶点的高度位置的调节，以满足测量的要求。作为优选的，上支撑杆503与下支撑杆502为螺纹连接，上支撑杆503和下支撑杆502均为圆柱体，上支撑杆503和下支撑杆502为同轴设置，下支撑杆502具有让上支撑杆503插入的内螺纹孔，该内螺纹孔为从下支撑杆502的顶面中心处开始沿下支撑杆502的轴向延伸至下支撑杆502的内部，上支撑杆503具有外螺纹，上支撑杆503的下端插入下支撑杆502的内螺纹孔中。上支撑杆503的上端为圆锥形结构，上支撑杆503的上端形成一个尖点，该尖点即为顶块5的顶点，形成的顶点的面积较小。将上支撑杆503与下支撑杆502设置成螺纹连接的，通过旋转上支撑杆503，下支撑杆502保持不动，即可使上支撑杆503能够相对于下支撑杆502沿竖直方向进行移动，进而可以实现顶点的高度的调节，这种调节方式操作方便，效率高，结构简单，上支撑杆503不容易松动，能够使得顶点保持在调节后的高度位置，有助于提高测量结果的准确性。
如图1至图4所示，顶块5还包括垫板501，下支撑杆502设置于垫板501上且下支撑杆502朝向垫板501上方延伸，下支撑杆502的下端与垫板501固定连接，上支撑杆503朝向下支撑杆502的上方延伸。垫板501为矩形平板，垫板501放置在测量天平6上，上支撑杆503和下支撑杆502的直径小于垫板501的面积，上支撑杆503并在垫板501的中心处与垫板501固定连接。在需调节顶点的高度时，可以手动按压垫板501，以使垫板501和下支撑杆502保持固定，然后可以旋转上支撑杆503。
在本实施例中，如图1至图4所示，测量支架4设置两个，两个测量支架4分别在飞行器舵面的一端与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接，顶块5设置一个。
采用上述结构的测量装置进行飞行器舵面铰链力矩的测量的过程，包括如下的步骤：
S1、将飞行器舵面与测量装置进行装配，并使飞行器舵面处于水平状态；
S2、测量测量装置的顶块5的顶点与安装在飞行器舵面上的铰链的轴孔之间的垂直距离r(即上述r实测)，记录测量装置的测量天平6上显示的重力值P(即上述P实测)；
S3、计算飞行器舵面铰链力矩M。
在上述步骤S1中，将测量支架4和测量天平6放置于操作台的顶面上，将测量支架4上的固定销3插入安装在飞行器舵面上的铰链的轴孔中，实现测量支架4与飞行器舵面上的铰链的转动连接，可以使飞行器舵面以固定销3的轴线为旋转中心线进行旋转；然后将飞行器舵面放置在顶块5上，调节顶块5的位置，调节顶块5的顶点的高度，使顶块5的顶点与飞行器舵面上的铰链的轴线处于同一高度，最终使飞行器舵面呈水平状态。
在上述步骤S2中，可以由操作人员使用尺子对顶块5的顶点与安装在飞行器舵面上的铰链的轴孔之间的垂直距离r进行直接测量，操作人员并记录测量天平6显示的重力值P(在将顶块5放置在测量天平6上后，需对测量天平6进行去皮操作，去除顶块5的重力值，避免顶块5的重量影响测量结果，测量天平6显示的重力值P不包括顶块5的重量)，操作方便简单，直观，效率高。
在上述步骤S3中，在得到顶块5的顶点与安装在飞行器舵面上的铰链的轴孔之间的垂直距离r和重力值P后，根据公式M＝P*r可以得出飞行器舵面铰链力矩。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于，包括用于与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接的测量支架、测量天平和用于对飞行器舵面提供支撑且使飞行器舵面处于水平状态的顶块，顶块放置于测量天平上，测量支架设置多个；
所述测量支架包括支架本体和设置于支架本体上且用于插入飞行器舵面上的铰链的轴孔中的固定销；
所述支架本体包括底板、设置于底板上的第一支撑杆和设置于第一支撑杆上的第二支撑杆，所述固定销设置于第二支撑杆上，第二支撑杆的长度方向与底板的长度方向相平行，第二支撑杆的长度小于底板的长度；
所述底板为水平设置，所述第一支撑杆为竖直设置于底板上，所述第二支撑杆的长度方向与底板相平行且第二支撑杆与第一支撑杆相垂直，固定销的轴线与底板相平行且与第二支撑杆的长度方向相垂直，铰链上的轴孔的轴线与飞行器舵面的长度方向相平行，所有的铰链的轴孔是同轴的；
所述顶块包括下支撑杆和相对于下支撑杆为沿竖直方向可移动且用于与飞行器舵面接触的上支撑杆；
在得到顶块的顶点与安装在飞行器舵面上的铰链的轴孔之间的垂直距离r和重力值P后，根据公式M=P*r可以得出飞行器舵面铰链力矩。
2.根据权利要求1所述的飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于，所述上支撑杆与所述下支撑杆为螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于，所述顶块还包括垫板，所述下支撑杆设置于垫板上且下支撑杆朝向垫板上方延伸。
4.根据权利要求1至3任一所述的飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于，所述测量支架设置两个，两个测量支架分别在飞行器舵面的一端与安装在飞行器舵面上的铰链转动连接。
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