CN109144101B - 用于直升机动态飞行模拟器的偏航框 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,采用箱框式焊接结构设计、内部采用多块竖筋板加强形式,提高结构强度刚度、同时降低质量;与框架式结构相比,箱框式结构形成封闭承力,单位质量下承力更多。与铸造结构相比,可选取材料强度更高,材料厚度更薄,没有组织缺陷,可降低成本,并可灵活合理地设计加强筋板结构,通过局部封闭结构提高结构强度刚度,同时增强焊接可靠性。满足结构强度刚度、轻量化的要求;在偏航框底部、腰部位置外贴加强板结构,有利于加强偏航框折弯处的结构,改善受力;有利于用最少的材料改善结构强度刚度;设计配重,将整个偏航框系统质心配到转轴中心线附近,以满足旋转精度、降低偏载振动等要求。
Description
技术领域
本发明属于直升机动态飞行模拟技术领域,具体涉及用于直升机动态飞行模拟器的偏航框。
背景技术
直升机动态飞行模拟器是一种基于离心机平台的模拟训练设备。可实现持续载荷下飞行员的空间任意三自由度姿态变化,易诱发多种空间定向障碍,可在地面环境下模拟多种异常飞行状态,已达到让飞行员认知定向障碍,掌握定向障碍发生的环境、表现形式以及克服方法。其与动态飞行模拟器相比,从结构形式上多出了U形偏航框,为座舱提供偏航自由度。承受以倾覆力矩为主的弯扭复合载荷。
目前公布的专利持续性过载模拟能力的摇臂式飞行模拟器(申请号为201510083519.5)只具有离心场中二自由度姿态变化,即缺少偏航自由度。且其中提到的U形中框提供滚转自由度,以承受离心力引起的拉应力为主。
与之类似的结构有三轴转台的偏航框、三轴全向飞行模拟器的U形支架(申请号为201620835979.9),均为试件或者训练人员提供偏航自由度,但是其并没有工作在离心场环境,因此设计并不适用用于离心场。
以上现有技术中的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框存在以下问题:
1、用于离心场下,但是以承受拉应力为主,不能满足离心场下大倾覆力矩使用工况。
2、从功能上说提供偏航自由度,但是其工作在正常环境,并不适用于离心场中。
为了解决以上问题我方研发出了一种用于直升机动态飞行模拟器的偏航框。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于直升机动态飞行模拟器的偏航框。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,包括:
U形内圈板;
U形外圈板;
两个U形侧板;U形内圈板、U形外圈板、两个U形侧板连接组合成封闭地中空U形结构,U形结构开口竖直向上安装;在U形结构的底部端和上部两端均贯穿安装有轴孔组件,位于U形结构的底部端的轴孔组件竖直安装,位于U形结构的上部两端的轴孔组件均水平安装,位于U形结构的上部两端的轴孔组件同轴心。
偏航框的底部端的轴孔组件通过转台轴承与离心机转臂末端连接,在保证结构紧凑的同时承受大的轴向力、倾覆力矩,使得偏航框正常运转。
优选地,中空U形结构中的内圈板、外圈板和两个侧板的厚度从底部向上部两端逐渐变薄,尺寸逐渐变小。
偏航框的厚度从底部向上部两端逐渐变薄,形成结构强度与受力状况相匹配,优化材料分布,使得结构轻量化;偏航框的尺寸从底部向上部两端逐渐变小,增强了偏航框承受倾覆力矩的能力。
优选地,在中空U形结构内部均匀设置有多个竖筋板,每个竖筋板的四边分别固定连接内圈板、外圈板和两个侧板。
多块竖筋将内圈板、外圈板和两个侧板的连接加强,形成封闭箱框式结构,能够改善受力,提高结构强度刚度。
优选地,竖筋板上开设有用于走线的走线孔。
可以直接走线或者焊接专门的布线管道。
优选地,在中空U形结构内部围绕每个轴孔组件均匀设置有多个加强筋板,加强筋板的四边分别固定连接内圈板、外圈板、侧板和轴孔组件。
通过多个加强筋板,将轴孔组件与内圈板、外圈板、侧板焊接,形成轴孔组的固定加强结构。
优选地,偏航框还包括外贴加强板,偏航框的每一端经底部向上两段弯折后成型,对应地内圈板、侧板和外圈板的每一端经底部向上两段弯折后成型,内圈板、侧板和外圈板均被分为下段结构、中段结构和上段结构,外贴加强板包括:
第一加强板;第一加强板固定覆盖在侧板的第二次弯折处;
第二加强板;第二加强板固定覆盖在侧板的中段结构下方;
第三加强板;第三加强板固定覆盖在侧板的第一次弯折处;
第四加强板;第四加强板固定覆盖在外圈板的第一次弯折处;
第五加强板;第五加强板固定覆盖在内圈板的第一次弯折和第二次弯折处;第三加强板与第四加强板和第五加强板连接形成封闭结构。
第一加强板设置在侧板的第二次弯折处,通过填塞焊与侧板形成一体,进行局部加强,改善受力状况。
第二加强板为等强度梁结构,设置在侧板的中段结构下方,通过填塞焊与侧板形成一体,增加偏航框强度、刚度,进行局部加强。
第三加强板设置在侧板的第一次弯折处,第三加强板与第四加强板配合能够加强底部受力,增加底部尺寸,尺寸过渡合理,能够增加受力严苛的底部结构,且第三加强板与第四加强板和第五加强板形成封闭结构。
第四加强板设置在外圈板的第一次弯折处,焊接在外圈板上,改善折弯处受力。
第五加强板设置在内圈板的第一次弯折和第二次弯折处,焊接在内圈板上,同时覆盖内圈板的两个折弯处,增加折弯处结构强度,改善折弯处受力。
进一步地,在偏航框的弯折处还设置有用于对内部线路进行整理的工艺孔。
设置工艺孔,能方便进行偏航框内部经过的线缆的整理与安装。
具体地,位于U形结构的上部第一端的轴孔组件配合安装驱动销轴系,位于U形结构的上部第二端的轴孔组件配合安装集流环,位于U形结构的上部第二端安装有用于平衡驱动销轴系重力的配重。
配重的设置,保证了偏航框的运行平衡;以满足旋转精度、降低偏载振动等要求。
本发明的有益效果在于:
本发明的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框:
1、采用箱框式焊接结构设计、内部采用多块竖筋板加强形式,提高结构强度刚度、同时降低质量;与框架式结构相比,箱框式结构形成封闭承力,单位质量下承力更多。与铸造结构相比,可选取材料强度更高,材料厚度更薄,没有组织缺陷,可降低成本,并可灵活合理地设计加强筋板结构,通过局部封闭结构提高结构强度刚度,同时增强焊接可靠性。满足结构强度刚度、轻量化的要求。
2、采用类似等强度设计思想,结构尺寸以底部为中心沿高度方向和宽度方向递减;能够改善底部因受力严苛引起的局部应力集中,同时合理优化质量分布,减轻质量同时降低偏航框重心。能够满足承受大的倾覆力矩、弯扭复合载荷要求。
3、在偏航框底部、腰部位置外贴加强板结构(采用焊接结构),有利于加强偏航框折弯处的结构,改善受力;局部加强受力严苛的地方;有利于用最少的材料改善结构强度刚度。
4、在偏航框折弯处设计工艺孔,方便安装人员伸手进入内部进行线缆整理、安装。
5、设计配重,将整个偏航框系统质心配到转轴中心线附近,以满足旋转精度、降低偏载振动等要求。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图;
图2为本发明的半剖结构示意图;
图3为本发明的仰视图;
图4为本发明的俯视图;
图5为本发明的右视图。
图中:1、内圈板;2、侧板;3、外圈板;4、轴孔组件;5、加强筋板;6、竖筋板;7、外贴加强板;71、第一加强板;72、第二加强板;73、第三加强板;74、第四加强板;75、第五加强板;8、配重;9、工艺孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
实施例1,如图1所示:
用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,包括:
U形内圈板1;
U形外圈板3;
两个U形侧板2;U形内圈板1、U形外圈板3、两个U形侧板2连接组合成封闭地中空U形结构,U形结构开口竖直向上安装;在U形结构的底部端和上部两端均贯穿安装有轴孔组件4,位于U形结构的底部端的轴孔组件4竖直安装,位于U形结构的上部两端的轴孔组件4均水平安装,位于U形结构的上部两端的轴孔组件4同轴心。
偏航框的底部端的轴孔组件4通过转台轴承与离心机转臂末端连接,在保证结构紧凑的同时承受大的轴向力、倾覆力矩,使得偏航框正常运转。
实施例2,如图1所示:
本实施例与实施例1的区别在于:中空U形结构中的内圈板1、外圈板3和两个侧板2的厚度从底部向上部两端逐渐变薄,尺寸逐渐变小。
偏航框的厚度从底部向上部两端逐渐变薄,形成结构强度与受力状况相匹配,优化材料分布,使得结构轻量化;偏航框的尺寸从底部向上部两端逐渐变小,增强了偏航框承受倾覆力矩的能力。
实施例3,如图1所示:
本实施例与实施例1的区别在于:在中空U形结构内部均匀设置有多个竖筋板6,每个竖筋板6的四边分别固定连接内圈板1、外圈板3和两个侧板2。
多块竖筋将内圈板1、外圈板3和两个侧板2的连接加强,形成封闭箱框式结构,能够改善受力,提高结构强度刚度。
实施例4,如图1所示:
本实施例与实施例3的区别在于:竖筋板6上开设有用于走线的走线孔。
可以沿多个走线孔直接走线或者焊接专门的布线管道。
实施例5,如图1所示:
本实施例与实施例1的区别在于:在中空U形结构内部围绕每个轴孔组件4均匀设置有多个加强筋板5,加强筋板5的四边分别固定连接内圈板1、外圈板3、侧板2和轴孔组件4。
通过多个加强筋板5,将轴孔组件4与内圈板1、外圈板3、侧板2焊接,形成轴孔组的固定加强结构。
实施例6,如图1、图2、图3和图4所示:
本实施例与实施例1的区别在于:偏航框还包括外贴加强板7,偏航框的每一端经底部向上两段弯折后成型,对应地内圈板1、侧板2和外圈板3的每一端经底部向上两段弯折后成型,内圈板1、侧板2和外圈板3均被分为下段结构、中段结构和上段结构,外贴加强板7包括:
第一加强板71;第一加强板71固定覆盖在侧板2的第二次弯折处;
第二加强板72;第二加强板72固定覆盖在侧板2的中段结构下方;
第三加强板73;第三加强板73固定覆盖在侧板2的第一次弯折处;
第四加强板74;第四加强板74固定覆盖在外圈板3的第一次弯折处;
第五加强板75;第五加强板75固定覆盖在内圈板1的第一次弯折和第二次弯折处;第三加强板73与第四加强板74和第五加强板75连接形成封闭结构。
第一加强板71设置在侧板2的第二次弯折处,通过填塞焊与侧板2形成一体,进行局部加强,改善受力状况。
第二加强板72为等强度梁结构,设置在侧板2的中段结构下方,通过填塞焊与侧板2形成一体,增加偏航框强度、刚度,进行局部加强。
第三加强板73设置在侧板2的第一次弯折处,第三加强板73与第四加强板74配合能够加强底部受力,增加底部尺寸,尺寸过渡合理,能够增加受力严苛的底部结构,且第三加强板73与第四加强板74和第五加强板75形成封闭结构。
第四加强板74设置在外圈板3的第一次弯折处,焊接在外圈板3上,改善折弯处受力。
第五加强板75设置在内圈板1的第一次弯折和第二次弯折处,焊接在内圈板1上,同时覆盖内圈板1的两个折弯处,增加折弯处结构强度,改善折弯处受力。
实施例7,如图3、图4和图5所示:
本实施例与实施例6的区别在于:在偏航框的弯折处还设置有用于对内部线路进行整理的工艺孔9。
设置工艺孔9,能方便进行偏航框内部经过的线缆的整理与安装。
实施例8,如图1所示:
本实施例与实施例1的区别在于:位于U形结构的上部第一端的轴孔组件4配合安装驱动销轴系,位于U形结构的上部第二端的轴孔组件4配合安装集流环,位于U形结构的上部第二端安装有用于平衡驱动销轴系重力的配重8。
配重8的设置,保证了偏航框的运行平衡;以满足旋转精度、降低偏载振动等要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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效物界定。
Claims (6)
1.用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,其特征在于,包括:
U形内圈板;
U形外圈板;
两个U形侧板;U形内圈板、U形外圈板、两个U形侧板连接组合成封闭地中空U形结构,U形结构开口竖直向上安装;在U形结构的底部端和上部两端均贯穿安装有轴孔组件,位于U形结构的底部端的轴孔组件竖直安装,位于U形结构的上部两端的轴孔组件均水平安装,位于U形结构的上部两端的轴孔组件同轴心;
中空U形结构中的内圈板、外圈板和两个侧板的厚度从底部向上部两端逐渐变薄,尺寸逐渐变小;
位于U形结构的上部第一端的轴孔组件配合安装驱动销轴系,位于U形结构的上部第二端的轴孔组件配合安装集流环,位于U形结构的上部第二端安装有用于平衡驱动销轴系重力的配重。
2.根据权利要求1所述的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,其特征在于:在中空U形结构内部均匀设置有多个竖筋板,每个竖筋板的四边分别固定连接内圈板、外圈板和两个侧板。
3.根据权利要求2所述的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,其特征在于:竖筋板上开设有用于走线的走线孔。
4.根据权利要求1所述的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,其特征在于:在中空U形结构内部围绕每个轴孔组件均匀设置有多个加强筋板,加强筋板的四边分别固定连接内圈板、外圈板、侧板和轴孔组件。
5.根据权利要求1所述的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,其特征在于,偏航框还包括外贴加强板,偏航框的每一端经底部向上两段弯折后成型,对应地内圈板、侧板和外圈板的每一端经底部向上两段弯折后成型,内圈板、侧板和外圈板均被分为下段结构、中段结构和上段结构,外贴加强板包括:
第一加强板;第一加强板固定覆盖在侧板的第二次弯折处;
第二加强板;第二加强板固定覆盖在侧板的中段结构下方;
第三加强板;第三加强板固定覆盖在侧板的第一次弯折处;
第四加强板;第四加强板固定覆盖在外圈板的第一次弯折处;
第五加强板;第五加强板固定覆盖在内圈板的第一次弯折和第二次弯折处;第三加强板与第四加强板和第五加强板连接形成封闭结构。
6.根据权利要求5所述的用于直升机动态飞行模拟器的偏航框,其特征在于:在偏航框的弯折处还设置有用于对内部线路进行整理的工艺孔。
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CN109144101A (zh) | 2019-01-04 |
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