CN112798272A - 一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，包括两个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶盘角度测试装置，所述的两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左、右侧驾驶盘的前端面，两个驾驶盘角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶盘的转轴处，所述的两个驾驶盘杆力测试装置与两个驾驶盘角度测试装置位置一一对应，本发明以测试和调节驾驶舱操纵系统的操纵特性；本发明的优点在于既不对产品进行补加工也不使用假件来代替，而是使用了曲面设计来对驾驶盘测试夹具A、驾驶盘测试夹具B进行设计制造，使其与驾驶盘紧密连接，保证了系统测试的真实性。

Description

一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备及测试方法
技术领域
本发明属于主飞控驾驶舱操纵系统技术领域，涉及一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备及测试方法。
背景技术
主飞控驾驶舱装置是电传飞控的操纵设备，包含俯仰操纵、横滚操纵和偏航操纵装置，飞行员驾驶指令通过模块四余度RVDT转化为电信号并输出至飞控计算机，实现对飞机姿态的控制。同时由于飞机舵面气动载荷不会反传至驾驶舱操纵机构，故须由模块内扭簧组件为飞行员提供操纵力感与回中功能，并通过阻尼电机提供阻尼效应。配平作动器为模块杆力组件提供锚定支点，在操纵过程中根据飞行员指令对支点进行配平，减轻或消除飞行员操纵力感。
以往类似的测试方法需对产品进行补加工来保证其安装接口，但此类方法破坏了产品本身结构，对系统刚度、强度会产生影响，故而无法真实反映系统特性，同时，也有一些测试方法将4驾驶盘等不便于连接的部件使用假件进行替代，但假件与产品本身具有结构差异，故而无法真实反映系统特性。
目前缺少主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试方法，无法对滚转通道各项性能指标进行验证。未检索到关于主飞控驾驶舱装置技术领域的公开文献。
发明内容
本发明的目的是：提出一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备及测试方法，以测试和调节驾驶舱操纵系统的操纵特性，改善驾驶舱操纵系统的操纵品质。
本发明的技术方案：
一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，包括两个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶盘角度测试装置，所述的两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左、右侧驾驶盘的前端面，两个驾驶盘角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶盘的转轴处，所述的两个驾驶盘杆力测试装置与两个驾驶盘角度测试装置位置一一对应。
进一步，所述的驾驶盘杆力测试装置包括测试扭矩传感器组件(1)、驾驶盘测试夹具块A(2)、柔性保护层(3)、驾驶盘(4)、驾驶盘测试夹具块B(5)，所述的驾驶盘测试夹具块A(2)与驾驶盘测试夹具块B(5)均有两个，驾驶盘测试夹具块A(2)与驾驶盘测试夹具块B(5)一一对应连接，形成2个驾驶盘测试夹具，2个驾驶盘测试夹具分别固定在左右侧驾驶盘(4)的左右握点处，所述的柔性保护层(3)设置在驾驶盘测试夹具与驾驶盘(4)之间，所述的测试扭矩传感器组件(1)设置在驾驶盘测试夹具块A(2)外侧，并与驾驶盘测试夹具块A(2)连接。
进一步，所述2个驾驶盘测试夹具安装曲面曲率和曲率半径不相同，目的是为了分别与左侧或右侧驾驶盘左右握点处的外形面相适配。
进一步，所述柔性保护层(3)是毛毡，对驾驶盘(4)表面的漆层起保护作用。
进一步，所述柔性保护层(3)是硅胶垫，对驾驶盘(4)表面的漆层起保护作用。
进一步，所述的测试扭矩传感器组件(1)包括扭矩传感器(11)、连接板(12)、操纵手柄(13)，所述的扭矩传感器(11)分别与连接板(12)、操纵手柄(13)螺纹连接，便于调整扭矩传感器(11)的相位，连接板(12)通过螺钉固定连接在驾驶盘测试夹具块A(2)外侧。
进一步，所述的驾驶盘角度测试装置包括驾驶杆(6)、RVDT安装支座(7)、联轴器(8)、测试RVDT(9)、鼓轮夹持组件(10)，所述的鼓轮夹持组件(10)安装在驾驶盘(4)的转轴处，所述的RVDT安装支座(7)固定在驾驶杆(6)上，测试RVDT(9)安装在RVDT安装支座(7)上，所述的鼓轮夹持组件(10)通过联轴器(8)与测试RVDT(9)连接。
进一步，所述的鼓轮夹持组件(10)包括鼓轮夹块A、鼓轮夹块B、连接轴，所述的鼓轮夹块A、鼓轮夹块B通过螺钉连接，设置在驾驶盘的转轴外侧，所述的鼓轮夹块A上设置有连接轴，连接轴一端通过螺钉固定在鼓轮夹块A上，所述的连接轴另一端与联轴器(8)连接。
一种测试设备的测试方法，包括以下步骤：
(1)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(13)，对主飞控驾驶舱装置的滚转通道进行操纵，另一侧驾驶盘(4)随动，左、右侧驾驶盘(4)从中立位置缓慢旋转至左极限位置，然后操作操纵手柄(13)，使左、右侧驾驶盘(4)从左极限位置缓慢旋转至右极限位置，再次操作操纵手柄(13)，使左、右侧驾驶盘(4)从右极限位置缓慢旋转至中立位置，在上述过程中，通过扭矩传感器(11)读取滚转通道操纵力，通过测试RVDT(9)读取滚转通道驾驶盘位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和盘位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到滚转操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
(2)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上的驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(13)，从中立位置缓慢旋转至左极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT(9)读取的盘位移曲线得到滚转操纵的振荡曲线，继而得到滚转操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
(3)通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶盘进行锚定，模拟右侧驾驶(4)盘卡死，然后继续操纵左侧驾驶盘(4)，此时滚转操纵处于超控状态，在此过程中，通过扭矩传感器(11)读取滚转操纵力，通过测试RVDT(9)读取滚转操纵盘位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和盘位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到滚转操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试
本发明的有益效果：
提出一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备及测试方法，以测试和调节驾驶舱操纵系统的操纵特性；本发明的优点在于既不对产品进行补加工也不使用假件来代替，而是使用了曲面设计来对驾驶盘测试夹具A、驾驶盘测试夹具B进行设计制造，使其与驾驶盘紧密连接，保证了系统测试的真实性。
附图说明
图1是本发明的安装示意图；
图2是测试扭矩传感器组件结构示意图；
图3是驾驶盘角度测试装置结构示意图；
其中，1、测试扭矩传感器组件，2、驾驶盘测试夹具块A，3、柔性保护层，4、驾驶盘，5、驾驶盘测试夹具块B，6、驾驶杆，7、RVDT安装支座，8、联轴器，9、测试RVDT，10、鼓轮夹持组件，11、扭矩传感器，12、连接板，13、操纵手柄。
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如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以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：
本发明的第一个实施例：
一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，包括两个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶盘角度测试装置，所述的两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左、右侧驾驶盘的前端面，两个驾驶盘角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶盘的转轴处，所述的两个驾驶盘杆力测试装置与两个驾驶盘角度测试装置位置一一对应。
本发明的第二个实施例：
所述的驾驶盘杆力测试装置包括测试扭矩传感器组件1、驾驶盘测试夹具块A2、柔性保护层3、驾驶盘4、驾驶盘测试夹具块B5，所述的驾驶盘测试夹具块A2与驾驶盘测试夹具块B5均有两个，驾驶盘测试夹具块A2与驾驶盘测试夹具块B5一一对应连接，形成2个驾驶盘测试夹具，2个驾驶盘测试夹具分别固定在左右侧驾驶盘4的左右握点处，所述的柔性保护层3设置在驾驶盘测试夹具与驾驶盘4之间，所述的测试扭矩传感器组件1设置在驾驶盘测试夹具块A2外侧，并与驾驶盘测试夹具块A2连接，所述2个驾驶盘测试夹具安装曲面曲率和曲率半径不相同，目的是为了分别与左侧或右侧驾驶盘左右握点处的外形面相适配。
另外，所述柔性保护层3是毛毡或硅胶垫，对驾驶盘4表面的漆层起保护作用。
所述的测试扭矩传感器组件1包括扭矩传感器11、连接板12、操纵手柄13，所述的扭矩传感器11分别与连接板12、操纵手柄13螺纹连接，便于调整扭矩传感器11的相位，连接板12通过螺钉固定连接在驾驶盘测试夹具块A2外侧。
本发明的第三个实施例：
所述的驾驶盘角度测试装置包括驾驶杆6、RVDT安装支座7、联轴器8、测试RVDT9、鼓轮夹持组件10，所述的鼓轮夹持组件10安装在驾驶盘(4)的转轴处，所述的RVDT安装支座7固定在驾驶杆6上，测试RVDT9安装在RVDT安装支座7上，所述的鼓轮夹持组件10通过联轴器8与测试RVDT(9)连接。
所述的鼓轮夹持组件10包括鼓轮夹块A、鼓轮夹块B、连接轴，所述的鼓轮夹块A、鼓轮夹块B通过螺钉连接，设置在驾驶盘的转轴外侧，所述的鼓轮夹块A上设置有连接轴，连接轴一端通过螺钉固定在鼓轮夹块A上，所述的连接轴另一端与联轴器8连接。
本发明的第四个实施例：
一种测试设备的测试方法，包括以下步骤：
(1)通过操纵任一侧驾驶盘4上驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄13，对主飞控驾驶舱装置的滚转通道进行操纵，另一侧驾驶盘4随动，左、右侧驾驶盘4从中立位置缓慢旋转至左极限位置，然后操作操纵手柄13，使左、右侧驾驶盘4从左极限位置缓慢旋转至右极限位置，再次操作操纵手柄13，使左、右侧驾驶盘4从右极限位置缓慢旋转至中立位置，在上述过程中，通过扭矩传感器11读取滚转通道操纵力，通过测试RVDT9读取滚转通道驾驶盘位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和盘位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到滚转操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
(2)通过操纵任一侧驾驶盘4上的驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄13，从中立位置缓慢旋转至左极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT9读取的盘位移曲线得到滚转操纵的振荡曲线，继而得到滚转操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
(3)通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶盘进行锚定，模拟右侧驾驶4盘卡死，然后继续操纵左侧驾驶盘4，此时滚转操纵处于超控状态，在此过程中，通过扭矩传感器11读取滚转操纵力，通过测试RVDT9读取滚转操纵盘位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和盘位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到滚转操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试
本发明的第五个实施例：
一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试测试设备，包括测试扭矩传感器组件1、驾驶盘测试夹具A2、毛毡3、驾驶盘4、驾驶盘测试夹具B5、驾驶杆6、驾驶杆测试夹具A、联轴器8、测试RVDT9、驾驶杆测试夹具B等；
测试方法为：
首先，对左侧驾驶盘盘力测试装置进行安装，将驾驶盘测试夹具A2、驾驶盘测试夹具B5通过螺钉安装至驾驶盘4，同时驾驶盘4表面使用毛毡3进行表面保护，然后将测试扭矩传感器组件1安装至驾驶盘测试夹具A2上，同理，对右侧驾驶盘测试装置进行安装，此时滚转操纵杆力测试装置安装完成；
然后，对左侧驾驶盘角度测试装置进行安装，将驾驶杆测试夹具安装至6驾驶杆上，再将测试RVDT9安装至驾驶杆测试夹具上，最后通过14联轴器将两者连接起来。同理，对右侧驾驶盘角度测试装置进行安装，此时滚转操纵杆位移测试装置安装完成；
滚转操纵杆力、杆位移测试装置安装完成后，对飞控驾驶舱装置滚转操纵进行操纵。
首先，通过测试扭矩传感器组件1的操纵手柄13对滚转通道进行操纵，从中立位置逆时针缓慢旋转至左极限位置，然后缓慢旋转至右极限位置，最后回至中立位。在此过程中，通过1测试扭矩传感器读取滚转操纵力，通过9测试RVDT读取滚转操纵杆位移，再通过工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线。通过杆力杆位移曲线就可以得到滚转操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力等操纵特性；
然后，通过测试扭矩传感器手柄对滚转通道进行操纵，从中立位置逆时针缓慢旋转至左极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT9读取的杆位移曲线就可以得到滚转操纵的振荡曲线，继而就可以得到滚转操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比等操纵特性。
最后，通过中立销将右侧驾驶盘进行锚定，模拟右侧驾驶盘卡死，然后继续操纵左侧驾驶盘，此时滚转操纵处于超控状态，在此过程中，通过1测试扭矩传感器读取滚转操纵力，通过测试RVDT9读取滚转操纵杆位移，再通过工控机对读取的操纵力和杆位移进行合成，生成杆力杆位移曲线。通过杆力杆位移曲线就可以得到滚转操纵的解脱力、解脱位移等操纵特性；
上面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 (9)

1.一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：包括两个驾驶盘杆力测试装置以及两个驾驶盘角度测试装置，所述的两个驾驶盘杆力测试装置分别对应安装在左、右侧驾驶盘的前端面，两个驾驶盘角度测试装置分别对应安装在左、右驾驶盘的转轴处，所述的两个驾驶盘杆力测试装置与两个驾驶盘角度测试装置位置一一对应。
2.根据权利要求1所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：所述的驾驶盘杆力测试装置包括测试扭矩传感器组件(1)、驾驶盘测试夹具块A(2)、柔性保护层(3)、驾驶盘(4)、驾驶盘测试夹具块B(5)，所述的驾驶盘测试夹具块A(2)与驾驶盘测试夹具块B(5)均有两个，驾驶盘测试夹具块A(2)与驾驶盘测试夹具块B(5)一一对应连接，形成2个驾驶盘测试夹具，2个驾驶盘测试夹具分别固定在左右侧驾驶盘(4)的左右握点处，所述的柔性保护层(3)设置在驾驶盘测试夹具与驾驶盘(4)之间，所述的测试扭矩传感器组件(1)设置在驾驶盘测试夹具块A(2)外侧，并与驾驶盘测试夹具块A(2)连接。
3.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：所述2个驾驶盘测试夹具安装曲面曲率和曲率半径不相同，目的是为了分别与左侧或右侧驾驶盘左右握点处的外形面相适配。
4.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：所述柔性保护层(3)是毛毡，对驾驶盘(4)表面的漆层起保护作用。
5.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：所述柔性保护层(3)是硅胶垫，对驾驶盘(4)表面的漆层起保护作用。
6.根据权利要求2所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：所述的测试扭矩传感器组件(1)包括扭矩传感器(11)、连接板(12)、操纵手柄(13)，所述的扭矩传感器(11)分别与连接板(12)、操纵手柄(13)螺纹连接，便于调整扭矩传感器(11)的相位，连接板(12)通过螺钉固定连接在驾驶盘测试夹具块A(2)外侧。
7.根据权利要求1所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：
所述的驾驶盘角度测试装置包括驾驶杆(6)、RVDT安装支座(7)、联轴器(8)、测试RVDT(9)、鼓轮夹持组件(10)，所述的鼓轮夹持组件(10)安装在驾驶盘(4)的转轴处，所述的RVDT安装支座(7)固定在驾驶杆(6)上，测试RVDT(9)安装在RVDT安装支座(7)上，所述的鼓轮夹持组件(10)通过联轴器(8)与测试RVDT(9)连接。
8.根据权利要求7所述的一种主飞控驾驶舱装置滚转操纵的测试设备，其特征在于：所述的鼓轮夹持组件(10)包括鼓轮夹块A、鼓轮夹块B、连接轴，所述的鼓轮夹块A、鼓轮夹块B通过螺钉连接，设置在驾驶盘的转轴外侧，所述的鼓轮夹块A上设置有连接轴，连接轴一端通过螺钉固定在鼓轮夹块A上，所述的连接轴另一端与联轴器(8)连接。
9.一种如权利要求1－8任一所述测试设备的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(13)，对主飞控驾驶舱装置的滚转通道进行操纵，另一侧驾驶盘(4)随动，左、右侧驾驶盘(4)从中立位置缓慢旋转至左极限位置，然后操作操纵手柄(13)，使左、右侧驾驶盘(4)从左极限位置缓慢旋转至右极限位置，再次操作操纵手柄(13)，使左、右侧驾驶盘(4)从右极限位置缓慢旋转至中立位置，在上述过程中，通过扭矩传感器(11)读取滚转通道操纵力，通过测试RVDT(9)读取滚转通道驾驶盘位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和盘位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到滚转操纵的启动力、刚度、摩擦力、传动间隙、最大操纵力操纵特性；
(2)通过操纵任一侧驾驶盘(4)上的驾驶盘杆力测试装置的操纵手柄(13)，从中立位置缓慢旋转至左极限位置，然后自由释放，通过测试RVDT(9)读取的盘位移曲线得到滚转操纵的振荡曲线，继而得到滚转操纵的临界阻尼系数、系统固有频率、系统阻尼比操纵特性；
(3)通过主飞控驾驶舱装置的中立销将右侧驾驶盘进行锚定，模拟右侧驾驶(4)盘卡死，然后继续操纵左侧驾驶盘(4)，此时滚转操纵处于超控状态，在此过程中，通过扭矩传感器(11)读取滚转操纵力，通过测试RVDT(9)读取滚转操纵盘位移，再通过外部工控机对读取的操纵力和盘位移进行合成，生成杆力杆位移曲线，通过杆力杆位移曲线得到滚转操纵的解脱力、解脱位移操纵特性，完成测试。
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