CN109186663B - 一种飞机驾驶杆手柄的测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机驾驶杆手柄的测试装置及其测试方法，包括电路测试装置与机械测试装置，通过工控机连接信号切换模块选择测试线路开关进行测试，通过绝缘抗电仪、数字多用表、程控电源获取线路开关的接触电阻、导通性和绝缘性参数，通过驾驶杆推拉力测试装置，精确测量驾驶杆光标控制开关的力‑电阻特性。本发明能够自动完成飞机驾驶杆的电气性能测试，提高了测试效率，节省了人工，将原来光标控制开关的力学特性定性测试转变为力‑电阻特性定量测试，测试结果准确，测试一致性好。

Description

一种飞机驾驶杆手柄的测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及飞机手柄测试领域，具体的说是一种飞机驾驶杆手柄的测试装置及其测试方法。

背景技术

本发明所涉及的驾驶杆手柄用于驾驶员对飞机的操纵，手柄上安装有各类操纵开光和光标控制开关。操纵开关主要通过各种通/断关系控制驾驶各项功能；在+X、-X、+Y、-Y上受到不同大小的力可以输出不同大小的电阻信号，用以控制飞机显示器上光标的移动；所有开关均通过连接电缆连接到驾驶杆插头上。光标控制开关在飞机维修中，需要对驾驶杆手柄上的各类操纵开关进行通断测试、接触电阻测试、绝缘测试。对于光标控制开关，还需要进行力转换为电阻特性的测试以及电阻转换的线性度测试。

现在驾驶杆手柄上的各类开关测试，均是2人协作手工开展，利用数字多用表探头连接到驾驶杆插头各操纵开关对应的接触端子上并辅以对开关的按压操作进行电阻测试；光标开关的测试是通过人手工对其施加四个方向不同大小的力，使用数字多用表采集对应电缆输出的电信号是否符合标准。该方法的缺点是需要两人协同操作，效率低；且对光标开关施加力的大小无法控制，导致一般只能进行简单的定性测试，无法做到定量测量，可靠性和测试一致性低。

通过检索相关论文、专利，尚未有直接用于驾驶杆手柄上各类开关有效测试方法。如中国专利CN205749758U(公告日为2016.11.30),介绍了一种飞机驾驶杆线束的综合试验装置，该装置可对仅对连接驾驶杆的线束进行通/断连接性测试，但不涉及所有操纵开关的接触电阻测试、绝缘电阻测试，也不涉及光标开关的力转换为电阻特性的测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出了一种飞机驾驶杆手柄的测试装置及其测试方法，解决了目前飞机驾驶杆手柄测试效率低下，测试结果一致性难以保证的问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，包括用于测试驾驶杆电气功能参数的驾驶杆电测试装置和用于固定驾驶杆和测试驾驶杆推拉力的驾驶杆推拉力测试装置，所述驾驶杆电测试装置包括用于连接外部被测设备的接口适配器，所述接口适配器通过测试线缆连接于所述驾驶杆推拉力测试装置。

所述驾驶杆电测试装置包括机柜、UPS不间断电源、工控机、程控电源、数字多用表、绝缘抗电仪、信号切换模块、接口适配器；

所述UPS不间断电源为整个装置提供电力，所述工控机通过RS232串口连接所述绝缘抗电仪，所述工控机通过USB接口连接于所述数字多用表、程控电源与信号切换模块，所述绝缘抗电仪、数字多用表与程控电源连接于所述信号切换模块，所述信号切换模块连接于所述接口适配器，所述接口适配器通过测试线缆连接于所述驾驶杆推拉力测试装置。

所述信号切换模块包括多个设备连接点与测试点，设备连接点与测试点通过矩阵开关连接。

所述驾驶杆推拉力测试装置包括驾驶杆推拉力装置、与所述驾驶杆电测试装置相连的电气插座，所述驾驶杆推拉力装置包括工作平台、承载平台，所述工作平台的顶部固接有电机水平支架，所述电机水平支架的一端固接有电机正交转化机构，所述电机正交转化机构上固接有直线电机模组，所述直线电机模组的输出轴上连接有用于夹住被测驾驶杆光标控制开关的推拉力测试U型夹具，根据被测驾驶杆手柄外形设置有对应的手柄固定机构和手柄调整机构。

所述手柄调整机构的底部设置有微调转台，所述微调转台可调节所述承载平台的水平度，使所述被测驾驶杆光标控制开关平行于所述直线电机模组的直线音圈电机轨道面。

所述电机正交转化机构可旋转和锁死，带动所述直线电机模组在竖直平面内的不同的方向上对所述驾驶杆光标控制开关施加力。

所述测试线缆为1线转2线电缆。

一种飞机驾驶杆手柄的测试装置的测试方法，包括步骤：

a)使用信号切换模块对多个被测手柄按键开关逐一测试；

b)对被测手柄按键开关的接触电阻和绝缘特性进行测试，通过信号切换模块切换到对应开关线路，通过程控数字多用表测试接触电阻与导通性能，通过绝缘抗电仪测试绝缘性能；

c)对光标控制开关进行力学测试；

d)与标准数据库内数据进行比对，对开关按键判断接触电阻、导通性与绝缘性，对光标控制开关判断力-电阻特性曲线，判定参数是否合格并显示。

所述步骤b)中接触电阻测试为消除中间导线、连接器以及切换开关的电阻影响，使用4线测试方法，并制作1线转2线测试线缆。

所述步骤c)包括：

c1)软件控制测试开始，控制切换开关连接到对应数字多用表到驾驶杆手柄的光标控制开关测试接触点上；

c2)软件控制驾驶杆推拉力测试装置对光标控制开关进行设定力值的施加；

c3)由数字多用表采集实时输出的电阻值；

c4)软件合成力-电阻特性曲线。

本发明的有益效果是：

(1)设备由1人操作自动完成驾驶杆手柄上所有操纵开关和光标控制开关301的测试，和原2人协作手工测试相比，时间节约时间90％以上，人员节约1人；

(2)现有测试技术对驾驶杆手柄光标开关的测试仅能定性分析，本测试方法可实现光标开关力转换为电阻值的精确测试以及力和电阻转换线性度要求的精确测试；

(3)测试由装置自动完成，提升了测试可靠性和一致性，杜绝了人为差错的发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的电路模块连接图；

图2为本发明的推拉力测试装置示意图；

图3为本发明的推拉力装置局部放大图；

图4为本发明的信号切换模块连接原理图；

图5为本发明的4线测试原理图。

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，下面对本发明进一步阐述。

如图1所示的电路模块连接图：

一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，包括驾驶杆电测试装置1与驾驶杆推拉力测试装置2，所述驾驶杆电测试装置1包括机柜11、工控机13、程控电源14、数字多用表15、绝缘抗电仪16、信号切换模块17、UPS不间断电源12、接口适配器18、测试线缆19；

进一步地，所述UPS不间断电源12为整个装置提供电力，可在外部电源失效时迅速切换到内部电源继续工作，保证数据安全和测试安全；

进一步地，所述工控机13连接有键鼠方便进行界面操作，所述工控机13通过RS232串口连接所述绝缘抗电仪16，所述绝缘抗电仪16可测试开关按键的绝缘性能，并将参数回传给所述工控机13集中处理；

进一步地，所述工控机13通过USB接口连接于所述数字多用表15，所述数字多用表15用于测试开关的接触电阻、导通性能，并将数据回传入所述工控机13进行处理；

进一步地，所述工控机13通过USB接口连接于所述程控电源14，所述程控电源14可由程序控制输出特定范围内的电压电流，满足测试资源对不同的电压电流的需求；

进一步地，所述工控机13通过USB接口连接于所述信号切换模块17，所述绝缘抗电仪、数字多用表15与程控电源14连接于所述信号切换模块17，工控机13通过USB向所述信号切换模块17发出测试指令，将所述绝缘抗电仪16、数字多用表15和程控电源14连接到对应的测试线路上，然后依次对被测线路或被测手柄接触开关和光标控制开关301的接触电阻、绝缘性能进行测试；

进一步地，所述信号切换模块17连接于所述接口适配器18，所述接口适配器18通过所述测试线缆19连接于所述驾驶杆推拉力测试装置2的电气插座21。

如图4所示的信号切换模块17连接原理图：

所述信号切换模块17包括多个设备连接点与测试点，设备连接点与测试点通过矩阵开关连接；

进一步地，所述矩阵开关包括6条纵向连接线路与88条横向连接线路，其中横向连接线路中包括80条测试点连接线路X1-X80与8条仪器仪表连接线路Y1-Y8，测试点对应连接到驾驶杆手柄的各开关按键线路电源正负极、测试端点等，仪器仪表连接线路连接于所述程控电源14、数字多用表15和绝缘抗电仪16；

进一步地，所述程控电源14的正极连接Y1线路，负极连接Y2线路；

如图5所示的4线测试原理图：

进一步地，为了消除中间导线、连接器以及切换开关的电阻影响，使用4线接法连接测试点，所述数字多用表15的电流供给正极连接于Y3，电压供给正极连接于Y4，电流供给负极连接于Y5，电压供给负极连接于Y6；

驾驶杆操纵开关两端的测试点连接至驾驶杆电气插座21，电气插座21上连接于所述测试线缆19，测试线缆19为1线转2线线缆，将2个测试点分成4路连接到所述接口适配器18上，所述接口适配器18的4路测试点连接于所述信号切换模块17的X1-X80个测试点中的某4个测试点，通过矩阵开关将驾驶杆操纵开关的一端分出的两线连接到Y3与Y4线路，将驾驶杆操纵开关的另一端分出的两线连接到Y5与Y6线路，测试时，由于被测开关电阻的两端电流供给回路与电压供给回路相互独立，中间阻抗可完全忽略，测得阻值即被测开关的精确接触电阻，测试精度能够达到mΩ级别。

进一步地，所述绝缘抗电仪16的表笔正极连接至Y7线路，负极连接至Y8线路。

横向线路与纵向线路连接形成了6*88个连接节点，节点通过信号切换模块17的控制电路根据工控机13传输的控制信号选择性地导通或断开，将测试仪表和测试电源对应连接到测试点上完成在线测试，这种方式效率高，准确度高，不会因为人为操作失误而对测试仪表或被测设备造成损坏。

驾驶杆手柄开关测试还包括光标控制开关301的测试，光标控制开关301在+X、-X、+Y、-Y上受到不同大小的力可以输出不同大小的电阻信号，用以控制飞机显示器上光标的移动，需要对光标的力学线性度进行测试。现有测试中，通常需要2人协作，人工移动光标控制开关301并同时测试其电阻，传统测试方法只能对光标控制开关301力学特性进行定性测试，无法测试定量力学线性度，需要一套驾驶杆推拉力测试装置对光标控制开关301进行力学测试。

如图2所示的推拉力测试装置示意图与图3所示的推拉力装置局部放大图：

所述驾驶杆推拉力测试装置2包括驾驶杆推拉力装置20和电气插座21，所述驾驶杆推拉力装置20包括工作平台205、承载平台204，所述工作平台205上竖直固接有电机竖直支架202，所述电机竖直支架202的顶部垂直固接有电机水平支架201，所述电机水平支架201的一端固接有电机正交转化机构203，所述电机正交转化机构203上固接有直线电机模组206，所述直线电机模组206的输出轴上连接有用于夹住被测驾驶杆光标控制开关301的推拉力测试U型夹具207，所述推拉力测试U型夹具207的两腿间距略大于所述被测驾驶杆光标控制开关301的直径，根据被测驾驶杆手柄外形设置有对应的手柄固定机构208和手柄调整机构209，所述手柄固定机构208和手柄调整机构209连同所述被固定的被测驾驶杆手柄被安装于所述承载平台204上，所述承载平台204的底部设置有微调转台210。

进一步地，所述微调转台210可调节所述承载平台204的水平度，使所述被测驾驶杆光标控制开关301平行于所述直线电机模组206的直线音圈电机轨道面。

进一步地，所述电机正交转化机构203可旋转和锁死，带动所述直线电机模组206在竖直平面内的不同的方向上对被测驾驶杆光标控制开关301施加力。

测试时，将所述电机正交转化机构203固定到水平测试方向，采用直线音圈电机推力控制模式，将测试需要产生的力，按直线音圈电机推力与电流的关系公式同时叠加上系统因子换算成相应电流，电机工作时，运动控制卡根据实时推拉力反馈情况，可即刻调整电机控制电流，持续产生设定的力，将所述推拉力测试U型夹具207安装固定在滑块上，夹具两腿间距略大于光标控制开关301直径，通过所述推拉力测试U型夹具207作用于开关两边，利用电机正反转，可使推拉力按设定的值作用于开关上，同时使用数字多用表15测试被测光标控制开关301的电阻，由工控机13生成测试过程中的力-电阻特性曲线，水平方向测试完毕后，调整所述电机正交转化机构203到竖直方向继续重复测量，获得被测光标控制开关301在+X、-X、+Y、-Y上的力-电阻特性曲线，正常情况下，这个曲线是线性的，可通过曲线对比标准数据库判断开关的线性度是否达标。

本发明还包括一种飞机驾驶杆手柄的测试装置的测试方法，包括步骤：

a)使用信号切换模块对多个被测手柄按键开关逐一测试；

b)对被测手柄按键开关的接触电阻和绝缘特性进行测试，通过信号切换模块切换到对应开关线路，通过程控数字多用表测试接触电阻与导通性能，通过绝缘抗电仪测试绝缘性能；

c)对光标控制开关进行力学测试；

d)与标准数据库内数据进行比对，对开关按键判断接触电阻、导通性与绝缘性，对光标控制开关判断力-电阻特性曲线，判定参数是否合格并显示。

进一步地，所述步骤b)中接触电阻测试为消除中间导线、连接器以及切换开关的电阻影响，使用4线测试方法，并制作1线转2线测试线缆。

进一步地，所述步骤c)包括：

c1)软件控制测试开始，控制切换开关连接到对应数字多用表到驾驶杆手柄的光标控制开关测试接触点上；

c2)软件控制驾驶杆推拉力测试装置2对光标控制开关进行设定力值的施加；

c3)由数字多用表采集实时输出的电阻值；

c4)软件合成力-电阻特性曲线。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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 (9)

1.一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，其特征在于：包括用于测试驾驶杆电气功能参数的驾驶杆电测试装置(1)和用于固定驾驶杆和测试驾驶杆推拉力的驾驶杆推拉力测试装置(2)，所述驾驶杆电测试装置(1)包括用于连接外部被测设备的接口适配器(18)，所述接口适配器(18)通过测试线缆(19)连接于所述驾驶杆推拉力测试装置(2)；

所述驾驶杆电测试装置(1)包括机柜(11)、UPS不间断电源(12)、工控机(13)、程控电源(14)、数字多用表(15)、绝缘抗电仪(16)、信号切换模块(17)、接口适配器(18)；

所述UPS不间断电源(12)为整个装置提供电力，所述工控机(13)通过RS232串口连接所述绝缘抗电仪(16)，所述工控机(13)通过USB接口连接于所述数字多用表(15)、程控电源(14)与信号切换模块(17)，所述绝缘抗电仪(16)、数字多用表(15)与程控电源(14)连接于所述信号切换模块(17)，所述信号切换模块(17)连接于所述接口适配器(18)，所述接口适配器(18)通过所述测试线缆(19)连接于所述驾驶杆推拉力测试装置(2)。

2.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，其特征在于：所述信号切换模块(17)包括多个设备连接点与测试点，设备连接点与测试点通过矩阵开关连接。

3.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，其特征在于：所述驾驶杆推拉力测试装置(2)包括驾驶杆推拉力装置(20)、与所述驾驶杆电测试装置(1)相连的电气插座(21)，所述驾驶杆推拉力装置(20)包括工作平台(205)、承载平台(204)，所述工作平台(205)的顶部固接有电机水平支架(201)，所述电机水平支架(201)的一端固接有电机正交转化机构(203)，所述电机正交转化机构(203)上固接有直线电机模组(206)，所述直线电机模组(206)的输出轴上连接有用于夹住被测驾驶杆光标控制开关(301)的推拉力测试U型夹具(207)，根据被测驾驶杆手柄外形设置有对应的手柄固定机构(208)和手柄调整机构(209)。

4.根据权利要求3所述的一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，其特征在于：所述手柄调整机构(209)的底部设置有微调转台(210)，所述微调转台(210)可调节所述承载平台(204)的水平度，使所述被测驾驶杆光标控制开关(301)平行于所述直线电机模组(206)的直线音圈电机轨道面。

5.根据权利要求3所述的一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，其特征在于：所述电机正交转化机构(203)可旋转和锁死，带动所述直线电机模组(206)在竖直平面内的不同的方向上对所述驾驶杆光标控制开关(301)施加力。

6.根据权利要求1所述的一种飞机驾驶杆手柄的测试装置，其特征在于：所述测试线缆(19)为1线转2线电缆。

7.一种飞机驾驶杆手柄的测试装置的测试方法，其特征在于，包括步骤：

a)使用信号切换模块对多个被测手柄按键开关逐一测试；

b)对被测手柄按键开关的接触电阻和绝缘特性进行测试，通过信号切换模块切换到对应开关线路，通过程控数字多用表测试接触电阻与导通性能，通过绝缘抗电仪测试绝缘性能；

c)软件控制测试开始，控制切换开关连接到对应数字多用表到驾驶杆手柄的光标控制开关测试接触点上，对光标控制开关进行力学测试；

d)与标准数据库内数据进行比对，对开关按键判断接触电阻、导通性与绝缘性，对光标控制开关判断力-电阻特性曲线，判定参数是否合格并显示。

8.根据权利要求7所述的一种飞机驾驶杆手柄的测试装置的测试方法，其特征在于：所述步骤b)中接触电阻测试为消除中间导线、连接器以及切换开关的电阻影响，使用4线测试方法，并制作1线转2线测试线缆。

9.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c)包括：

c1)软件控制驾驶杆推拉力测试装置对光标控制开关进行设定力值的施加；

c2)由数字多用表采集实时输出的电阻值；

c3)软件合成力-电阻特性曲线。

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