CN110789730A - 一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其技术方案要点是：包括用于放置飞机油箱的测试平台、一端与测试平台连接用于支撑测试平台的底座、设置在底座一侧用于带动底座运动的升降组件、连接在测试平台上且远离与升降组件底座连接位置的支撑臂以及设置在测试平台周边用于防止邮箱滚落底座的护栏，所述底座与支撑臂均通过万向接头与测试平台连接，两个所述万向接头的均连接测试平台长度方向中轴线的位置，所述升降组件包括两个升降杆，所述升降杆的一端与测试平台铰接，模拟飞机的运动轨迹，进而完成对测试平台上被测物体的飞行测试。

Description

一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台

技术领域

本发明涉及飞机设备测试领域，特别涉及一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台。

背景技术

随着科技的发展，现代人类的出行已经极为方便，而飞机无疑是人类出行的重要交通方式，不仅仅是交通方式，同时还是军事上重要的武器，因此，飞机的各部分的安全性至关重要，毫不夸张的说，关系到了很多人员的生命。就飞机飞行的特性而言，飞机的油箱能否适应飞机的飞行特点，能够保证飞机在飞行的过程中不出现问题，是急需解决的问题，因此，在飞机飞行之前进行油箱适应飞行的测试是一种很好的办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其优点是能够智能测试油箱适应飞行的情况。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，包括用于放置飞机油箱的测试平台、一端与测试平台连接用于支撑测试平台的底座、设置在底座一侧用于带动底座运动的升降组件、连接在测试平台上且远离与升降组件底座连接位置的支撑臂以及设置在测试平台周边用于防止邮箱滚落底座的护栏，所述底座与支撑臂均通过万向接头与测试平台连接，两个所述万向接头的均连接测试平台长度方向中轴线的位置，所述升降组件包括两个升降杆，所述升降杆的一端与测试平台铰接。

通过上述技术方案，将被测油箱或其他物体放置或固定在测试平台上，根据预设程序操作两个升降杆改变高度，设备可以模拟物体的翻滚，侧倾，以及两个自由度的复合运动，进而能够实现对测试平台进行指定轨迹的运动的控制，该指定轨迹可模拟飞机的运动轨迹，进而完成对测试平台上被测物体的飞行测试，能够实现检测油箱能否适应飞机的飞行强度和飞行特点，保证飞行过程中油箱不出现意外，且能够测试出油箱在飞行过程中出现的问题，并对针对油箱出现的问题进行改良，极大程度的避免了由于油箱的问题导致的飞行事故的出现。

本发明进一步设置为：所述升降杆设置为由伺服电机驱动的气缸。

通过上述技术方案，伺服电机的相对成本较低，运动时的曲线由于精确控制相对稳定，运动时的波峰波谷颤抖较小，能够保证测试的效果更好，且容易被控制，能够适应各种控制形式，响应速度快。

本发明进一步设置为：所述测试平台上还设置有用于供油箱进行自转的油箱自转装置，所述油箱自转装置包括用于提供油箱自转动力的驱动电机。

通过上述技术方案，油箱自转装置能够实现进一步的测试飞机油箱的强度，保证油箱在飞行过程中更少的出现问题，驱动电机带动油箱转动比较容易实现，且成本较低，实现方法较多。

本发明进一步设置为：还包括用于自动操控平台完成运动的自动控制系统，所述自动控制系统包括用于进行飞机测试平台整体运动控制的PLC、设置在平台上用于检测平台倾斜角度的倾角传感器、设置在测试平台上的触摸屏以及与触摸屏连接的处理器、设置在电动缸伺服电机上的第二编码器，设置在驱动电机的第一编码器，所述PLC耦接于倾角传感器、第一编码器和第二编码器。

通过上述技术方案，第一编码器能够实现实时反应伺服电机转速扭矩位置的监控，倾角传感器能够实时测试平台的运动状态，第二编码器能够实时反映油箱自转的运动状态，上述的PLC耦接于倾角传感器、第一编码器、第二编码器和处理器，能够实现对伺服电机、控制电机的自动控制，还能够实时通过接受各部分的运动状态，根据各部分的状态实时控制伺服电机、控制电机的运动状态。且与PLC与处理器连接能够将测试平台的实时状态通过触摸屏反映出来，便于操作人员观察，操作人员也可根据测试平台的状态手动控制伺服电机、控制电机的运动状态，或通过在处理器内预设程序完成对伺服电机、控制电机运动状态的自动控制。

本发明进一步设置为：所述伺服电机驱动的气缸的运动的极限位置上还设置有触碰开关，所述触碰开关连接有一个继电器，所述继电器的触点连接在电动缸的通电电路上。

通过上述技术方案，电机驱动的气缸到达极限位置时，接触触碰开关，电动缸断电停止工作，能够保证当电机驱动的气缸在达到运动极限时，即使停止气缸的运动，给气缸断电，保证气缸不过度运动导致机械本身的寿命缩短。不因自身以及测试平台的惯性继续运动，

本发明进一步设置为：所述伺服电机内还设置有电机制动器。

通过上述技术方案，能够实现在伺服电机断电的同时电机制动器迅速动作，立即抱死电动缸，从而设备立即停止，不因自身以及测试平台的惯性继续运动，防止电动缸过行程导致设备角度超出行程。

本发明进一步设置为：所述伺服电机驱动的气缸内还设置有缓冲器。

通过上述技术方案，防止平台在非正常运动后对电动缸产生冲击，可避免因冲击而造成的危险。

本发明进一步设置为：当伺服电机驱动的气缸紧急断电时，所述PLC控制两个伺服电机驱动的气缸复位。

通过上述技术方案，自动复位能够节省操作人员手动复位的麻烦，且能够同时保证油箱趋于平稳状态，防止油箱因重力等因素继续对气缸造成伤害。

综上所述，本发明具有以下有益效果：将被测油箱或其他物体放置或固定在测试平台上，根据预设程序操作两个升降杆改变高度，设备可以模拟物体的翻滚，侧倾，以及两个自由度的复合运动，进而能够实现对测试平台进行指定轨迹的运动的控制，该指定轨迹可模拟飞机的运动轨迹，进而完成对测试平台上被测物体的飞行测试，能够实现检测油箱能否适应飞机的飞行强度和飞行特点，保证飞行过程中油箱不出现意外，且能够测试出油箱在飞行过程中出现的问题，并对针对油箱出现的问题进行改良，极大程度的避免了由于油箱的问题导致的飞行事故的出现。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是体现PLC控制的系统框图；

图3是本实施例体现电动缸极限位置控制的电路连接图；

图中，1、底座；2、测试平台；3、支撑臂；4、护栏；5、电动缸。

具体实施方式

实施例：一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，如图1所示，包括底座1、测试平台2、升降组件、支撑臂3、护栏4，上述的测试平台2设置为方形，也可设置为其他形状，测试平台2上用于放置被检测的飞机器械，如飞机邮箱等，底座1一端连接在测试平台2上，另一端与地面接触，用于支撑测试平台2，底座1呈锥形，且横截面积较大的一面用于放置在地面上，保证支撑的更加稳定，底座1与测试平台2之间通过万向接头连接，进而能够保证测试平台2实现多方位的转动。在底座1的一侧设置有用于支撑测试平台2的支撑臂3，在底座1的一侧设置有用于操作测试平台2转动的升降组件，支撑臂3设置为机械臂，机械臂设置在底座1的一侧，用于辅助支撑测试平台2，且同时能够起到缓冲作用，防止测试平台2的运动幅度过大导致的测试平台2倾翻的情况出现，支撑臂3与测试平台2之间也通过万向接头连接，保证实现测试平台2运动的轨迹，在本实施例中，升降组件包括两个由伺服电机驱动的气缸，在以下简称为电动缸5，两个电动缸5设置在底座1远离支撑臂3的一侧，上述的底座1和支撑臂3上的万向接头，均连接在测试平台2长度方向的中轴线上，且两个电动缸5的一端固定连接在地面上，另一端铰接在测试平台2长度方向中轴线的两侧，且铰接轴的方向与长度方向相同。测试平台2远离与底座1连接一面的四周设置有护栏4，该护栏4用于防止在测试过程中，被测试的油箱或其他飞机器件从测试平台2上滑落。

在上述的测试平台2上还设置有油箱自转装置，油箱自转装置包括电机以及与电机连接的驱动装置，驱动装置包括固定连接在测试平台2上的两个固定卡环，固定卡环内设置有皮带和驱动电机，因是现有技术，在本实施例内不多加赘述。在上述的驱动电机上加装有第一编码器。

当需要进行测试时，将被测油箱或其他物体放置或固定在测试平台2上，根据预设程序操作两个电动缸5改变高度，设备可以模拟物体的翻滚，侧倾，以及两个自由度的复合运动，同时可以实现油箱的自转，自转功能可以根据油箱大小，长度进行调节。测试不同的油箱，具有一定的重构性，进而能够实现对测试平台2进行指定轨迹的运动的控制，该指定轨迹可模拟飞机的运动轨迹，进而完成对测试平台2上被测物体的飞行测试。

参照图2所示，还包括用于自动操控平台完成运动的自动控制系统，该自动控制系统包括用于进行飞机测试平台2整体运动控制的PLC、设置在平台上用于检测平台倾斜角度的倾角传感器、设置在测试平台2上的触摸屏以及与触摸屏连接的处理器、设置在电动缸5伺服电机上的第二编码器，第一编码器能够实现实时反应伺服电机转速扭矩位置的监控，倾角传感器能够实时测试平台2的运动状态，第二编码器能够实时反映油箱自转的运动状态，上述的PLC耦接于倾角传感器、第一编码器、第二编码器和处理器，能够实现对伺服电机、控制电机的自动控制，还能够实时通过接受各部分的运动状态，根据各部分的状态实时控制伺服电机、控制电机的运动状态。且与PLC与处理器连接能够将测试平台2的实时状态通过触摸屏反映出来，便于操作人员观察，操作人员也可根据测试平台2的状态手动控制伺服电机、控制电机的运动状态，或通过在处理器内预设程序完成对伺服电机、控制电机运动状态的自动控制。

参照图3所示，在电动缸5的极限位置上还设置有触碰开关，触碰开关连接有一个继电器和电机制动器，继电器的触点连接在电动缸5的通电电路上，电动缸5到达极限位置时，接触触碰开关，电动缸5断电停止工作，此同时电机制动器迅速动作，立即抱死电动缸5，从而设备立即停止，防止电动缸5过行程导致设备角度超出行程。在电动缸5内还设置有缓冲器，防止平台在非正常运动后对电动缸5产生冲击，可避免因冲击而造成的危险。

还包括有自动回零的功能，当运动异常即电动缸5紧急断电或其他紧急停止工作的情况出现时，PLC控制两个电动缸5复位，自动返回平台零点，重新操作。

上位采用C++编程，下位采用西门子S71200驱动G120实现电机的相关运动控制，平台自动动作过程，按照余弦关系动作，速度调节方式为PID控制，输入余弦计算长度，反馈输入当前长度。上位软件给PLC发送给电动缸5需要达到的长度及调整时间，PLC按照这两项参数，控制两个电动缸5同时到达指定长度，之间过程为线性速度变化。由PC机将角度换算为两个电动缸5长度，发给PLC，换算后电动缸5动作过程，上述电机翻转，电机控制油箱在-15°--+15°范围变动，最大角速度5°/s，由PC机将角度换算为两个电动缸5长度，发给PLC，换算后电动缸5动作过程，上位采用c++编程实现Excel批量输入电机运动轨迹点位，切可实现预期运动曲线跟实际曲线的比较。

在平台的运动范围内，软件限制平台在靠近运动边缘时进行减速处理，当平台运动到极限位置时，软件将速度置零。在plc中设置单缸软件限位，当电动缸5的行程接近限制时，自动减速直到零，并只允许远离限位的动作执行。

上述俯仰运动的角度最高为45度，即两个电动缸5同时延伸带动测试平台2或同时收缩带动测试平台2使测试平台2的倾斜的角度均为45度。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：包括用于放置飞机油箱的测试平台(2)、一端与测试平台(2)连接用于支撑测试平台(2)的底座(1)、设置在底座(1)一侧用于带动底座(1)运动的升降组件、连接在测试平台(2)上且远离与升降组件底座(1)连接位置的支撑臂(3)以及设置在测试平台(2)周边用于防止邮箱滚落底座(1)的护栏(4)，所述底座(1)与支撑臂(3)均通过万向接头与测试平台(2)连接，两个所述万向接头的均连接测试平台(2)长度方向中轴线的位置，所述升降组件包括两个升降杆，所述升降杆的一端与测试平台(2)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：所述升降杆设置为由伺服电机驱动的气缸。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：所述测试平台(2)上还设置有用于供油箱进行自转的油箱自转装置，所述油箱自转装置包括用于提供油箱自转动力的驱动电机。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：还包括用于自动操控平台完成运动的自动控制系统，所述自动控制系统包括用于进行飞机测试平台(2)整体运动控制的PLC、设置在平台上用于检测平台倾斜角度的倾角传感器、设置在测试平台(2)上的触摸屏以及与触摸屏连接的处理器、设置在电动缸(5)伺服电机上的第二编码器，设置在驱动电机的第一编码器，所述PLC耦接于倾角传感器、第一编码器和第二编码器。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：所述伺服电机驱动的气缸的运动的极限位置上还设置有触碰开关，所述触碰开关连接有一个继电器，所述继电器的触点连接在电动缸(5)的通电电路上。

6.根据权利要求1所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：所述伺服电机内还设置有电机制动器。

7.根据权利要求1所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：所述伺服电机驱动的气缸内还设置有缓冲器。

8.根据权利要求5所述的一种用于检测飞机油箱性能的飞行模拟平台，其特征是：当伺服电机驱动的气缸紧急断电时，所述PLC控制两个伺服电机驱动的气缸复位。

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