CN115057000B - 高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置及校准方法，包括工装基座、工装锁紧组件和零位定位组件，工装锁紧组件与工装基座连接，且工装锁紧组件用于将工装基座与舱段的后端面连接，工装基座的两端分别设置有与零位定位组件适配的零位定位孔，零位定位组件设置在零位定位孔内，零位定位组件连接工装基座与舵，且使两个舵均设置在舵系统的零位面；本发明通过工装锁紧组件将工装基座固定在舱段上，然后通过在工装基座和舵的后缘设置对应的零位定位孔和零位销孔，并通过零位定位组件实现工装基座与舵的固定，实现了舱段、工装基座和舵的连接，从而实现了对舵的零位校准，本发明的结构简单，可以快速实现零位校准。

Description

高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置及校准方法

技术领域

本发明涉及飞行器结构设计技术领域，具体涉及一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置及校准方法。

背景技术

空气舵系统在安装完成后需对空气舵舵面的零位与舵控制系统的零位进行调校，首先要对舵面零位进行标定，保证舵面零位的准确性，再通过机械调节传动机构或者电气调整舵机的零位使得舵控系统的零位与舵面零位保持一致。在实际应用中，由于零位偏差一般较小，且控制系统对舵零偏误差精度要求较高，常规测量方法繁琐、缓慢，影响工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是对空气舵舵面进行零位校准时，常规测量方法繁琐、缓慢，影响工作效率，目的在于提供一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置及校准方法，有效解决舵面零位的快速校准问题，保证一定校准精度的同时提高效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，舵系统包括舱段和设置在所述舱段两侧的舵，所述零位校准装置包括：

工装基座，其具有第一侧面和第二侧面；

工装锁紧组件，其与所述工装基座连接，且所述工装锁紧组件用于将所述工装基座与所述舱段的后端面连接；

零位定位组件，所述工装基座的两端分别设置有与所述零位定位组件适配的零位定位孔，所述零位定位组件设置在所述零位定位孔内，且所述零位定位组件用于与设置在所述舵的后缘的零位销孔适配并定位；

使用时，所述工装基座的第一侧面与所述舱段的尾部端面平行，所述零位定位组件连接所述工装基座与所述舵，且使两个所述舵均设置在舵系统的零位面。

可选地，所述工装锁紧组件的数量至少为两个；

所述舱段的尾部端面上设置有与所述工装锁紧组件的数量相对的螺纹孔；

所述工装基座上设置有与所述螺纹孔位置适配的通孔，所述工装锁紧组件穿过所述通孔与所述螺纹孔连接。

具体地，所述工装锁紧组件包括：

锁紧螺杆，其内端穿过所述通孔与所述螺纹孔螺纹连接；

锁紧螺母，其套装在所述锁紧螺杆上，且对所述工装基座施加朝向所述舱段的预紧力。

可选地，所述工装锁紧组件还包括：

定位平台，其与所述锁紧螺杆的中段固定连接，且所述定位平台设置在所述工装基座与所述舱段之间，所述定位平台的外侧面与所述工装基座的第一侧面贴合。

可选地，所述舱段的尾部端面上设置有定位销孔，所述工装基座上设置有与所述定位销孔位置对应的定位通孔，所述工装基座与所述舱段通过穿过所述定位通孔和所述定位销孔的工装定位销定位。

具体地，所述零位定位组件包括：

零位定位销，其内端穿过所述零位定位孔插入至所述零位销孔内。

具体地，所述工装基座的长度大于两个所述零位定位组件之间的距离。

可选地，所述工装基座的第二侧面设置有限位槽，所述限位槽的中线与所述零位定位孔的中轴线重合，所述零位定位销上设置有与所述限位槽适配的限位块。

一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准方法，基于如上述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，所述方法包括：

将锁紧螺杆的内端安装至舱段的螺纹孔；

将工装基座的第一侧面与舱段的尾端端面平行放置，并使锁紧螺杆的外端穿过通孔；

调整工装基座的角度，使工装基座的定位通孔与舱段的定位销孔对应；

插入工装定位销，定位工装基座与舱段；

旋紧锁紧螺母，使工装基座与舱段位置固定；

调整舵与舱段的角度，使零位定位孔与零位销孔对应；

插入零位定位销，将舵与工装基座固定。

具体地，旋紧锁紧螺母前，使定位平台与工装基座的第一侧面贴合。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过工装锁紧组件将工装基座固定在舱段上，然后通过在工装基座和舵的后缘设置对应的零位定位孔和零位销孔，并通过零位定位组件实现工装基座与舵的固定，实现了舱段、工装基座和舵的连接，从而实现了对舵的零位校准，本发明的结构简单，可以快速实现零位校准。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置的结构示意图。

图2是根据本发明所述的工装锁紧组件的结构示意图。

图3是根据本发明所述的零位定位组件的结构示意图。

附图标记：1-舱段，2-舵，3-工装基座，4-工装锁紧组件，5-零位定位组件，6-工装定位销，7-定位通孔；

41-锁紧螺杆，42-锁紧螺母，43-定位平台，51-零位定位销，52-限位块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

实施例一

如图1所示，本发明中的舵系统包括舱段1和设置在舱段1两侧的舵2。为了对舵2和舱段1进行零位校准，本实施例提供一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，包括工装基座3、工装锁紧组件4和零位定位组件5。

为了便于描述，设定工装基座3具有第一侧面和第二侧面，在本实施例中，第一侧面为贴近舱段1的尾部端面的一面，工装基座3为长板结构，其长度大于舱段1的宽度，不小于两个舵2之间的最小距离。

工装锁紧组件4与工装基座3连接，且工装锁紧组件4用于将工装基座3与舱段1的后端面连接，在进行零位校准时，通过工装锁紧组件4将工装基座3与舱段1的后端面固定连接。

为了实现零位定位组件5连接工装基座3和舵2的目的，在工装基座3的两端分别设置与零位定位组件5适配的零位定位孔，然后在舵2的后缘设置与零位定位孔对应的零位销孔，将零位定位组件5设置在零位定位孔和零位销孔内并定位。

如图1所示，在使用零位校准装置时，工装基座3的第一侧面与舱段1的尾部端面平行，零位定位组件5连接工装基座3与舵2，且使两个舵2均设置在舵系统的零位面。

在本实施例中，通过调节两个零位销孔与两个零位定位孔的位置，最终实现在完成舱段1-工装基座3-舵2的固定后，舵2处于零位状态。

实施例二

本实施例对工装锁紧组件4的结构进行说明，为了连接的稳定性，避免工装基座3与舱段1的连接处出现相对转动，设定工装锁紧组件4的数量至少为两个，且如图1、图2所示，本实施例以两个为例。

工装锁紧组件4包括锁紧螺杆41和锁紧螺母42。

为了实现工装锁紧组件4与舱段1的连接，在舱段1的尾部端面上设置与工装锁紧组件4的数量相对的螺纹孔，锁紧螺杆41的内端通过螺纹与螺纹孔连接。

并且在工装基座3上设置与螺纹孔位置适配的通孔，因此在需要将工装基座3与工装锁紧组件4进行连接时，将锁紧螺杆41的外端穿过通孔，且将锁紧螺母42的套装在锁紧螺杆41上，将锁紧螺母42旋入锁紧螺杆41，使锁紧螺母42对工装基座3施加朝向舱段1的预紧力。

在实际中，可能出现舱段1尾端端面不用平整的情况，因此可能出现工装基座3存在角度的问题，因此为了克服上述问题，工装锁紧组件4还包括定位平台43，定位平台43与锁紧螺杆41的中段固定连接，且定位平台43设置在工装基座3与舱段1之间，定位平台43的外侧面与工装基座3的第一侧面贴合。

锁紧螺杆41增加定位平台43设计，定位平台43与螺杆的中轴线垂直，螺杆与舱段1的螺纹孔进行连接，利用锁紧螺母42锁紧定位平台43与工装基座3，以保证精度不受舱段1的后端面影响，仅由螺纹孔保证。

本实施例中，是将锁紧螺杆41套装在通孔上，因此通孔的尺寸应略大于锁紧螺杆41的尺寸，则会导致工装基座3在锁紧螺杆41上的位置可能出现改变，从而出现定位不准的情况，因此在舱段1的尾部端面上设置有定位销孔，工装基座3上设置有与定位销孔位置对应的定位通孔7，工装基座3与舱段1通过穿过定位通孔7和定位销孔的工装定位销6定位。

通过将定位通孔7、定位销孔和工装定位销6的尺寸进行匹配，避免其出现相对的径向的移动，然后通过穿过定位通孔7和定位销孔的工装定位销6，实现工装基座3与舱段1的定位。

实施例三

本实施例对零位定位组件的结构加以说，如图3所示，零点定位组件包括零位定位销51，零位定位销51的内端穿过零位定位孔插入至零位销孔内，同理，也需要保证零位定位孔、零位销孔和零位定位销51的尺寸匹配度。

工装基座3的长度大于两个零位定位组件5之间的距离。工装基座3采用不易变形、易于加工、精度较高的金属材料，其长度应不小于两个零位定位销51的间距，保证可同时对两片舵2进行零位校准。

另外，在本实施例中，工装基座3的第二侧面设置有限位槽，限位槽的中线与零位定位孔的中轴线重合，零位定位销51上设置有与限位槽适配的限位块52。

零位定位销51与零位销孔进行连接，零位定位销51带有限位块52，与工装基座3的限位槽适配，保证在舵2轴方向的可调性，限制在舵偏转方向的移动，以保证零位定位销51容易对准零位销孔且不影响舵偏。

实施例四

本实施例提供一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准方法，基于实施例一至实施例三中的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，方法包括：

将锁紧螺杆41的内端安装至舱段1的螺纹孔，旋紧锁紧螺杆41，使其与舱段1连接。

将工装基座3的第一侧面与舱段1的尾端端面平行放置，并使锁紧螺杆41的外端穿过通孔；

调整工装基座3的角度，使工装基座3的定位通孔7与舱段1的定位销孔对应；

插入工装定位销6，定位工装基座3与舱段1；

使定位平台43与工装基座3的第一侧面贴合，旋紧锁紧螺母42，使工装基座3与舱段1位置固定；

调整舵2与舱段1的角度，使零位定位孔与零位销孔对应；

插入零位定位销51，将舵2与工装基座3固定。

上述操作完成后，可认为舵2已基于舱段1的后端面校准为零位，可进行后续的机械调零和电气调零工作，完成后逆向操作完成工装的拆卸。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，舵系统包括舱段（1）和设置在所述舱段（1）两侧的舵（2），其特征在于，所述零位校准装置包括：

工装基座（3），其具有第一侧面和第二侧面；

工装锁紧组件（4），其与所述工装基座（3）连接，且所述工装锁紧组件（4）用于将所述工装基座（3）与所述舱段（1）的后端面连接；

零位定位组件（5），所述工装基座（3）的两端分别设置有与所述零位定位组件（5）适配的零位定位孔，所述零位定位组件（5）设置在所述零位定位孔内，且所述零位定位组件（5）用于与设置在所述舵（2）的后缘的零位销孔适配并定位；

使用时，所述工装基座（3）的第一侧面与所述舱段（1）的尾部端面平行，所述零位定位组件（5）连接所述工装基座（3）与所述舵（2），且使两个所述舵（2）均设置在舵系统的零位面。

2.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述工装锁紧组件（4）的数量至少为两个；

所述舱段（1）的尾部端面上设置有与所述工装锁紧组件（4）的数量相对的螺纹孔；

所述工装基座（3）上设置有与所述螺纹孔位置适配的通孔，所述工装锁紧组件（4）穿过所述通孔与所述螺纹孔连接。

3.根据权利要求2所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述工装锁紧组件（4）包括：

锁紧螺杆（41），其内端穿过所述通孔与所述螺纹孔螺纹连接；

锁紧螺母（42），其套装在所述锁紧螺杆（41）上，且对所述工装基座（3）施加朝向所述舱段（1）的预紧力。

4.根据权利要求3所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述工装锁紧组件（4）还包括：

定位平台（43），其与所述锁紧螺杆（41）的中段固定连接，且所述定位平台（43）设置在所述工装基座（3）与所述舱段（1）之间，所述定位平台（43）的外侧面与所述工装基座（3）的第一侧面贴合。

5.根据权利要求4所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述舱段（1）的尾部端面上设置有定位销孔，所述工装基座（3）上设置有与所述定位销孔位置对应的定位通孔（7），所述工装基座（3）与所述舱段（1）通过穿过所述定位通孔（7）和所述定位销孔的工装定位销（6）定位。

6.根据权利要求5所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述零位定位组件包括：

零位定位销（51），其内端穿过所述零位定位孔插入至所述零位销孔内。

7.根据权利要求6所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述工装基座（3）的长度大于两个所述零位定位组件（5）之间的距离。

8.根据权利要求6所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，其特征在于，所述工装基座（3）的第二侧面设置有限位槽，所述限位槽的中线与所述零位定位孔的中轴线重合，所述零位定位销（51）上设置有与所述限位槽适配的限位块（52）。

9.一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准方法，其特征在于，基于如权利要求5-8中任意一项所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准装置，所述方法包括：

将锁紧螺杆（41）的内端安装至舱段（1）的螺纹孔；

将工装基座（3）的第一侧面与舱段（1）的尾端端面平行放置，并使锁紧螺杆（41）的外端穿过通孔；

调整工装基座（3）的角度，使工装基座（3）的定位通孔（7）与舱段（1）的定位销孔对应；

插入工装定位销（6），定位工装基座（3）与舱段（1）；

旋紧锁紧螺母（42），使工装基座（3）与舱段（1）位置固定；

调整舵（2）与舱段（1）的角度，使零位定位孔与零位销孔对应；

插入零位定位销（51），将舵（2）与工装基座（3）固定。

10.根据权利要求9所述的一种高超声速飞行器空气舵系统零位校准方法，其特征在于，旋紧锁紧螺母（42）前，使定位平台（43）与工装基座（3）的第一侧面贴合。

Images