CN110823433A - 一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属直升机模型旋翼试验领域，涉及用于旋翼载荷测量的五自由度装置。该装置包括：脚支架，浮动外支架，浮动内支架，脚支架上部为中空结构且在0度和180度位置设置有轴承座，浮动外支架和浮动内支架为中空结构，浮动外支架的90度和270度位置与浮动内支架的90度和270度位置通过轴承连接，浮动外支架的0度和180度位置与浮动内支架内侧的0度和180度位置通过轴承连接，浮动外支架转轴根部的距离小于脚支架的第一轴承外安装面的距离，浮动内支架转轴根部的距离小于浮动外支架的第二轴承外安装面的距离。该装置通过脚支架，浮动外支架和浮动内支架能够相互转动和平动，将操纵载荷传递到旋翼天平上进行测量。

Description

一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置
技术领域
本发明属直升机模型旋翼试验领域，涉及一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置。
背景技术
旋翼载荷测量需要将旋翼系统看作整体来进行测量，这样就要求拉杆传递到作动筒上的载荷也一定要传递到旋翼天平上进行测量。双旋翼下旋翼通过常规的布置可以轻松实现下旋翼载荷的测量，当上旋翼载荷的测量由于内轴位于外轴里面，使操纵系统的力落在上旋翼天平上就尤为困难。
发明内容
本发明的目的：提供一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置，主要由脚支架，浮动外支架和浮动内支架等组成，通过脚支架，浮动外支架和浮动内支架之间相互转动和平动，实现将操纵载荷传递到旋翼天平上进行测量。
本发明的技术方案：
第一方面，提供一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置，包括：脚支架1，浮动外支架2，浮动内支架3，其中，脚支架1上部为中空结构且在0度和180度位置设置有轴承座，浮动外支架2和浮动内支架3为中空结构，浮动外支架2的0度和180度位置设置有两个转轴，浮动外支架2的90度和270度位置设置有两个轴承座，浮动内支架3的90度和270度位置设置有两个转轴，浮动内支架3内侧的0度和180度位置设置有配合部，浮动外支架2的两个转轴与脚支架1通过第一轴承41连接，浮动内支架3的两个转轴与浮动外支架2的轴承座通过第二轴承42连接，浮动外支架2转轴根部的距离小于脚支架1的第一轴承41外安装面的距离，浮动内支架3转轴根部的距离小于浮动外支架2的第二轴承42外安装面的距离。
可选地，所述配合部为凹槽或凸台。
可选地，脚支架1上部为中空结构，具体包括：脚支架1上部为环形结构。
可选地，浮动外支架2中空结构，具体包括：浮动外支架2为环形结构。
可选地，浮动内支架3中空结构，具体包括：浮动内支架3为环形结构。
可选地，第一轴承41和第二轴承42为直线轴承。
可选地，脚支架1正面为类门形。
可选地，脚支架1的高度大于浮动外支架2的最大旋转半径。
本发明的有益效果：本发明的一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置主要由脚支架，浮动外支架和浮动内支架等组成，通过脚支架，浮动外支架和浮动内支架能够相互转动和平动，将操纵载荷传递到旋翼天平上进行测量。
附图说明
图1为用于旋翼载荷测量的五自由度装置的结构图；
图2为用于旋翼载荷测量的五自由度装置的脚支架结构图；
图3为用于旋翼载荷测量的五自由度装置的浮动外支架结构图；
图4为用于旋翼载荷测量的五自由度装置的浮动内支架结构图。
其中，1为脚支架，2为浮动外支架，3为浮动内支架，41为第一轴承，42为第二轴承。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置，其特征在于，包括：脚支架1，浮动外支架2，浮动内支架3，其中，脚支架1上部为中空结构且在0度和180度位置设置有轴承座，浮动外支架2和浮动内支架3为中空结构，浮动外支架2的0度和180度位置设置有两个转轴，浮动外支架2的90度和270度位置设置有两个轴承座，浮动内支架3的90度和270度位置设置有两个转轴，浮动内支架3内侧的0度和180度位置设置有配合部，浮动外支架2的两个转轴与脚支架1通过第一轴承41连接，浮动内支架3的两个转轴与浮动外支架2的轴承座通过第二轴承42连接，浮动外支架2转轴根部的距离小于脚支架1的第一轴承41外安装面的距离，浮动内支架3转轴根部的距离小于浮动外支架2的第二轴承42外安装面的距离。所述配合部为凹槽或凸台。脚支架1上部为中空结构，具体包括：脚支架1上部为环形结构。浮动外支架2中空结构，具体包括：浮动外支架2为环形结构。浮动内支架3中空结构，具体包括：浮动内支架3为环形结构。第一轴承41和第二轴承42为直线轴承。脚支架1正面为类门形。脚支架1的高度大于浮动外支架2的最大旋转半径。
一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置(见图1)包括三部分：脚支架1、浮动外支架2、浮动内支架3。
脚支架的外型尺寸为：240mm×84mm；
浮动脚支架的厚度为：10mm；
脚支架的上部圆环的尺寸为：外环直径150mm，内环直径130mm；
脚支架的安装轴承的环内2平面的间距为：110mm。
浮动外支架的外型尺寸为：156mm×117mm；
浮动外支架的厚度为：10mm；
浮动外支架的圆环的尺寸为：外环直径102mm，内环直径92mm；
浮动外支架的安装轴承的环内2平面的间距为：75mm
浮动外支架两根圆柱的根部距离为：106mm。
浮动内支架的外型尺寸为：121mm×67mm；
浮动内支架的厚度为：10mm；
浮动内支架的圆环的尺寸为：外环直径67mm，内环直径57mm；
浮动内支架两根圆柱的根部距离为：71mm。
直线轴承为：直线轴承
Figure BDA0002239120350000031
工作原理如下：
本发明的用于旋翼载荷测量的五自由度装置主要解决共轴双旋翼在进行试验时，上旋翼单独测力需要将旋翼载荷考虑到旋翼系统的载荷中，应用该装置，可以将操纵的力传递到上旋翼天平上，实现共轴旋翼的力独立测量且测量准确。
试验时，旋翼系统旋转，操纵系统不旋转，为了保证将不旋转的操纵系统的力和旋转的旋翼系统力同时进行测量，发明该结构，该结构可以既保证操纵系统不旋转，旋翼系统旋转，又可以保证旋翼系统的力(含操纵系统的力)测量。
上旋翼操纵系统的延伸轴与浮动内支架连接，另一端与天平浮动框连接，该机构仅防止延伸轴的转动，延伸轴的其余运动都可以通过本发明的装置自由运动，保证操纵的力不传递到其他部件，只能通过预定的传力路径传递到天平上。
浮动脚支架和浮动外支架通过轴承连接，可以相互转动，浮动脚支架和浮动外支架的轴部分留有间隙，可以前后自由运动，浮动外支架和浮动内支架通过轴承连接，可以使其相互转动，浮动外支架和浮动内支架的轴部分留有间隙，可以左右自由运动，浮动内支架与操纵系统的延伸轴上下可以自由运动，由于浮动内支架设置了台阶，保证操纵系统延伸轴不能自由转动，由于操纵系统的内外环之间通过轴承连接，力矩很小，可以忽略，因此，通过该五自由度系统，防止了操纵系统随着旋翼系统旋转，同时将操纵系统的力传递到天平来进行旋翼系统力的测量。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于旋翼载荷测量的五自由度装置，其特征在于，包括：脚支架(1)，浮动外支架(2)，浮动内支架(3)，其中，脚支架(1)上部为中空结构且在0度和180度位置设置有轴承座，浮动外支架(2)和浮动内支架(3)为中空结构，浮动外支架(2)的0度和180度位置设置有两个转轴，浮动外支架(2)的90度和270度位置设置有两个轴承座，浮动内支架(3)的90度和270度位置设置有两个转轴，浮动内支架(3)内侧的0度和180度位置设置有配合部，浮动外支架(2)的两个转轴与脚支架(1)通过第一轴承(41)连接，浮动内支架(3)的两个转轴与浮动外支架(2)的轴承座通过第二轴承(42)连接，浮动外支架(2)转轴根部的距离小于脚支架(1)的第一轴承(41)外安装面的距离，浮动内支架(3)转轴根部的距离小于浮动外支架(2)的第二轴承(42)外安装面的距离。
2.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，所述配合部为凹槽或凸台。
3.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，脚支架(1)上部为中空结构，具体包括：脚支架(1)上部为环形结构。
4.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，浮动外支架(2)中空结构，具体包括：浮动外支架(2)为环形结构。
5.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，浮动内支架(3)中空结构，具体包括：浮动内支架(3)为环形结构。
6.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，第一轴承(41)和第二轴承(42)为直线轴承。
7.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，脚支架(1)正面为类门形。
8.根据权利要求1所述的五自由度装置，其特征在于，脚支架(1)的高度大于浮动外支架(2)的最大旋转半径。
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