CN209623990U - 一种三向测力平台校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三向测力平台校准系统，包括校准平台及安装于校准平台上的垂向加载机构、航向加载机构和侧向加载机构；三向测力平台水平设置于校准平台上，以三向测力平台的航向受力为X向，以三向测力平台的侧向受力为Y向，以三向测力平台的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，垂向加载机构用于沿Z向向三向测力平台提供垂向标准力；航向加载机构用于沿X向向三向测力平台提供航向标准力；侧向加载机构用于沿Y向向三向测力平台提供侧向标准力。本实用新型可对非标设备三向测力平台的航向、侧向、垂向三个方向力值进行校准，三向测力平台Z向承载受力区域进行校准，以及三向测力平台航向、侧向、垂向三个方向力值耦合进行校准。

Description

一种三向测力平台校准系统

技术领域

本实用新型涉及落震试验测试设备校验技术领域，尤其涉及一种三向测力平台校准系统。

背景技术

飞机降落、起落架着陆过程中，通常飞机轮胎只承受地面施加的航向（X向）、侧向（Y向）、垂向（Z向）三个方向的正交力。同样在模拟飞机着陆的落震试验中，用于测试起落架载荷的三向测力平台也是测量模拟飞机着陆过程中的轮胎承受的航向（X向）、侧向（Y向）、垂向（Z向）三个方向的正交力。开展飞机起落架落震试验时，只有比较准确的测量出落震试验过程中起落架轮胎处承受的X向、Y向、Z向三个方向的载荷，才能通过计算分析，真实的评判出试验起落架的缓冲及承载特性，因此三向测力平台的力值准确性需进行系统校准评判。测力平台只有经过计量或校准后，落震试验结果才能取得用户的认可。

三向测力平台是各航空公司自行设计的非标设备，一般由上下台面及设于上下台面之间的三个方向（垂向、航向和侧向）上的力传感器组件组成。单三向测力平台一般需4个或6个三向力传感器。也即，测力平台垂向力值输出由这些三向传感器对应垂向力值矢量和输出，测力平台航向力值输出由这些三向力传感器对应航向力值矢量和输出，测力平台侧向力值输出由这些三向力传感器对应侧向力值矢量和输出；落震试验用三向测力平台的航向、侧向力输出一般为垂向力值输出的1/3~1/2。目前国内对落震试验用的非标设备三向测力平台没有专门计量标准和计量设备，航空工业起落架公司自研的大吨位三向测力平台校准困难问题一直即待解决。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可靠性和准确性高的三向测力平台校准系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种三向测力平台校准系统，包括校准平台及安装于校准平台上的垂向加载机构、航向加载机构和侧向加载机构；所述三向测力平台水平设置于所述校准平台上，以所述三向测力平台的航向受力为X向，以所述三向测力平台的侧向受力为Y向，以所述三向测力平台的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，所述垂向加载机构用于沿Z向向三向测力平台提供垂向标准力；所述航向加载机构用于沿X向向三向测力平台提供航向标准力；所述侧向加载机构用于沿Y向向三向测力平台提供侧向标准力。

申请人的实践表明，因试验过程中起落架轮胎给测力平台施加的三向力的方向是确定的，非标三向测力平台按指定承载受力方向安装到位后，把其当成一个标准三向力传感器，在三个受力承载方向上分别逐级施加标准静态力进行力值系统校准的方法是可行的。单个方向上力的测量精度会受台面刚度、传感器装配间隙等的影响，并且由于制备技术的局限性，三个方向力值之间会存在耦合误差。校准时用最小二乘法对三向力传感器每个力值输出通道进行静态校准，确保测力平台三个方向输出力值与标准力值在允许误差范围内。另外，某一方向加载时，根据另外两个方向力值输出可以算出该方向对另外两个方向的耦合误差。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述垂向加载机构包括固定于校准平台上的垂向安装架，所述垂向安装架上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台加载垂向标准力的垂向液压加载缸，以及用于测量所述垂向标准力的垂向测力传感器。优选带数显仪的测力传感器，垂向测力传感器事先经计量单位校准，可准确测量垂向液压加载缸提供的垂向标准力。

所述垂向安装架包括横梁和两个立柱，两个立柱分设置于三向测力平台沿Y向的两侧，所述横梁固定于两个立柱的上端，所述垂向液压加载缸固定于所述横梁的下表面。

所述航向加载机构包括固定于校准平台上的航向安装架，所述航向安装架上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台加载航向标准力的航向液压加载缸，以及用于测量所述航向标准力的航向测力传感器。优选带数显仪的测力传感器，航向测力传感器事先经计量单位校准，可准确测量航向液压加载缸提供的航向标准力。

所述侧向加载机构包括固定于校准平台上的侧向安装架，所述侧向安装架上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台加载侧向标准力的侧向液压加载缸，以及用于测量所述侧向标准力的侧向测力传感器。优选带数显仪的测力传感器，侧向测力传感器事先经计量单位校准，可准确测量侧向液压加载缸提供的侧向标准力。

所述垂向测力传感器与三向测力平台之间、和/或所述航向测力传感器与三向测力平台之间，和/或所述侧向测力传感器与三向测力平台之间设有用于防止当标准力偏离相应方向从而加载到其他两个方向的抗偏载机构。

所述抗偏载机构包括第一板和第二板，以及夹设于第一板和第二板之间的滚珠；某个方向上的抗偏载机构中，所述第一板和第二板均垂直于该方向。

第一板和第二板优选圆盘，圆盘大小根据试验起落架轮胎大小设计，圆盘限定了测力平台垂向力施加标准力范围，滚珠沿着垂直圆盘方向传力，其余方向自由度放开。三个方向力值标定时，即便因夹具变形或力台变形，给测力平台施加的标准力与测力平台设计受力方向产生夹角，标准力值也附加不到测力平台另外两个方向输出值，起到抗附加力值偏差作用，提高校准精度。

所述立柱、航向安装架、侧向安装架和三向测力平台均通过T型螺栓固定于所述校准平台上，所述校准平台上开设有用于容纳所述T型螺栓的T型槽。

所述T型槽设有多条，多条T型槽沿X向间隔布置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型解决了航空工业起落架公司落震试验用三向测力平台在试验现场难以系统校准的问题，为大吨位三向测力平台校准提出一种校准设备，此设备根据飞机起落架落震试验时起落架轮胎实际受X向、Y向、Z向受力载荷特点，可对非标设备三向测力平台的航向（X向）、侧向（Y向）、垂向（Z向）三个方向力值进行校准，三向测力平台Z向承载受力区域进行校准，以及三向测力平台航向（X向）、侧向（Y向）、垂向（Z向）三个方向力值耦合进行校准。经此设备校准过的三向测力平台已经应用到多个军用和民用飞机起落架落震试验，取得了用户的好评。

附图说明

图1为本实用新型实施例的三向测力平台校准系统的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的三向测力平台校准系统的主视结构示意图。

图3为本实用新型实施例的三向测力平台校准系统另一视角的立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例中的抗偏载机构的结构示意图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为本实用新型实施例采用校准系统中的加载液压缸液压加载系统图。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1-图3所示，本实施例的三向测力平台校准系统，包括校准平台1及安装于校准平台1上的垂向加载机构2、航向加载机构3和侧向加载机构4。其中，校准平台1上开设有多条沿X向间隔布置的T型槽11。

三向测力平台5水平设置于校准平台1上，以三向测力平台5的航向受力为X向，以三向测力平台5的侧向受力为Y向，以三向测力平台5的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，垂向加载机构2用于沿Z向向三向测力平台5提供垂向标准力；航向加载机构3用于沿X向向三向测力平台5提供航向标准力；侧向加载机构4用于沿Y向向三向测力平台5提供侧向标准力。

本实施例中，垂向加载机构2包括固定于校准平台1上的垂向安装架21，垂向安装架21包括横梁211和两个立柱212，两个立柱212分设置于三向测力平台5沿Y向的两侧，横梁211固定于两个立柱212的上端。

横梁211的底面沿Z向依次连接有用于向三向测力平台5加载垂向标准力的垂向液压加载缸22、用于测量垂向标准力的垂向测力传感器23，以及用于防止当标准垂向力偏离该方向从而加载到其他两个方向的抗偏载机构6。

本实施例中，航向加载机构3包括固定于校准平台1上的航向安装架31，航向安装架31上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台5加载航向标准力的航向液压加载缸32、用于测量航向标准力的航向测力传感器33，以及用于防止当标准航向力偏离该方向从而加载到其他两个方向的抗偏载机构6。

本实施例中，侧向加载机构4包括固定于校准平台1上的侧向安装架41，侧向安装架41上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台5加载侧向标准力的侧向液压加载缸42、用于测量侧向标准力的侧向测力传感器43，以及用于防止当标准侧向力偏离该方向从而加载到其他两个方向的抗偏载机构6。

如图4-5所示，抗偏载机构6包括第一板61和第二板62，以及夹设于第一板61和第二板62之间的滚珠63；某个方向上的抗偏载机构6中，第一板61和第二板62均垂直于该方向。

其中，立柱212、航向安装架31、侧向安装架41和三向测力平台5均通过T型螺栓和T型槽11的配合从而固定于校准平台1上。

图6为各加载液压缸的液压加载装置7，包括手摇泵71、油虑72、单向阀73、开关1、开关2、开关3、开关4、软管74、快换接头75、加载液压缸76和液控单向阀77。打开开关1， 4，关闭开关2， 3，摇动手摇泵71，液压加载缸76向下运动对测力平台加标准力，直到加载到需要的标准力值后停止并带载锁定。液压加载缸76收回向上运动时、打开开关2， 3，关闭开关1， 4，摇动手摇泵71，即可实现液压加载缸76向上运动、卸载施加的标准力。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种三向测力平台校准系统，其特征在于，包括校准平台（1）及安装于校准平台（1）上的垂向加载机构（2）、航向加载机构（3）和侧向加载机构（4）；所述三向测力平台（5）水平设置于所述校准平台（1）上，以所述三向测力平台（5）的航向受力为X向，以所述三向测力平台（5）的侧向受力为Y向，以所述三向测力平台（5）的垂向受力方向为Z向建立直角坐标系，所述垂向加载机构（2）用于沿Z向向三向测力平台（5）提供垂向标准力；所述航向加载机构（3）用于沿X向向三向测力平台（5）提供航向标准力；所述侧向加载机构（4）用于沿Y向向三向测力平台（5）提供侧向标准力。

2.根据权利要求1所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述垂向加载机构（2）包括固定于校准平台（1）上的垂向安装架（21），所述垂向安装架（21）上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台（5）加载垂向标准力的垂向液压加载缸（22），以及用于测量所述垂向标准力的垂向测力传感器（23）。

3.根据权利要求2所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述垂向安装架（21）包括横梁（211）和两个立柱（212），两个立柱（212）分设置于三向测力平台（5）沿Y向的两侧，所述横梁（211）固定于两个立柱（212）的上端，所述垂向液压加载缸（22）固定于所述横梁（211）的下表面。

4.根据权利要求3所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述航向加载机构（3）包括固定于校准平台（1）上的航向安装架（31），所述航向安装架（31）上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台（5）加载航向标准力的航向液压加载缸（32），以及用于测量所述航向标准力的航向测力传感器（33）。

5.根据权利要求4所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述侧向加载机构（4）包括固定于校准平台（1）上的侧向安装架（41），所述侧向安装架（41）上沿Z向依次连接有用于向三向测力平台（5）加载侧向标准力的侧向液压加载缸（42），以及用于测量所述侧向标准力的侧向测力传感器（43）。

6.根据权利要求5所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述垂向测力传感器（23）与三向测力平台（5）之间、和/或所述航向测力传感器（33）与三向测力平台（5）之间，和/或所述侧向测力传感器（43）与三向测力平台（5）之间设有用于防止当标准力偏离相应方向从而加载到其他两个方向的抗偏载机构（6）。

7.根据权利要求6所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述抗偏载机构（6）包括第一板（61）和第二板（62），以及夹设于第一板（61）和第二板（62）之间的滚珠（63）；某个方向上的抗偏载机构（6）中，所述第一板（61）和第二板（62）均垂直于该方向。

8.根据权利要求5-7任一项所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述立柱（212）、航向安装架（31）、侧向安装架（41）和三向测力平台（5）均通过T型螺栓固定于所述校准平台（1）上，所述校准平台（1）上开设有用于容纳所述T型螺栓的T型槽（11）。

9.根据权利要求8所述的三向测力平台校准系统，其特征在于，所述T型槽（11）设有多条，多条T型槽（11）沿X向间隔布置。