[发明专利]一种回弹式角位移测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回弹式角位移测量装置，特别是对飞机舵面(401)偏角的测量装置及其方法，属于航空工程试验检测领域。

技术背景

目前，在飞机舵面(401)偏角测量中，往往是针对特定的舵面(401)对其进行改造而完成舵面(401)偏角的测量；或者是设计专门的夹具和连接件，使用通用的角位移传感器、倾角传感器或者是电子罗盘测量舵面(401)偏角，下面分别说明：

1、对特定的舵面(401)进行改造，需要根据飞机舵面(401)的结构专门设计完成偏角测量单元，作为舵面(401)的一部分与舵面(401)组合在一起。对舵面(401)改造的结果可能会影响舵面(401)的强度等原有功能特性，另一方面，改造飞机舵面(401)的工艺复杂，实施难度大，导致成本也很高，且不具有通用性。

2、设计专门的夹具和连接件，使用通用的角位移传感器测量舵面(401)偏角时，需要将这些分散的夹具、连接件和角位移传感器等组装在一起，纵向和横向尺寸大，需要占用很大的空间，给现场安装与使用带来很大困难。

3、使用倾角传感器测量舵面(401)偏角时，由于倾角传感器动态响应频率低，难以用于进行动态特性的测量，且倾角传感器只能用于对升降舵、副翼等在垂直面运动舵面(401)偏角的测量。

4、使用电子罗盘测量舵面(401)偏角时，同样由于电子罗盘动态响应频率低，也难以用于进行动态特性的测量，且电子罗盘容易受铁磁环境影响，很难适应对飞机舵面(401)偏角的测量。

随着微电子技术、微机械加工技术、自动测量技术的发展，设计一种不需要对飞机舵面进行改造，安装使用方便，能完成飞机舵面偏角测量装置的条件已经成熟。

发明内容

本发明的目的是设计一种回弹式角位移测量装置，将传统的传感器与测量中的夹具、传动连接件集成在一起，并自带有施力复位单元，能装夹在各种形式和尺寸的飞机舵面上；既不需要对飞机舵面进行改造，也不需要设计专门的夹具和连接件，同时，缩小整个测量装置所占用的空间，能方便地安装在飞机舵面。

本发明采取的技术方案为：一种回弹式角位移测量装置包括角位移检测单元(1)、回弹复位单元(2)、传动连接单元(3)、定位单元(4)，传动连接单元(3)包括两个摇臂，转动连接，分别为第一摇臂(301)和第二摇臂(302)，回弹复位单元(2)一端固定连接角位移检测单元(1)上，另一端固定连接第一摇臂(301)上；第一摇臂(301)还直接和角位移检测单元(1)转轴固定连接；第二摇臂(302)另一端通过安装定位单元(4)限位固定。

进一步地，上述第二摇臂(302)另一端为球头。

进一步地，上述第二摇臂(302)另一端安装有滚轮。

进一步地，上述定位单元(4)为凹型面。

进一步地，上述定位单元(4)为凹型球面。

进一步地，上述回弹复位单元(2)为拉伸弹簧。

使用上述一种回弹式角位移测量装置的测量方法包括以下步骤：

步骤1：安装角位移检测单元(1)

根据飞机舵面(401)的空间位置、大小、形状等使用专门的夹具安装角位移检测单元(1)，保证角位移检测单元(1)的转轴与飞机舵面(401)的转轴平行；

步骤2：安装定位单元(4)

根据第一摇臂(301)的尺寸大小，在飞机舵面(401)上安装定位单元(4)，使定位单元(4)、第二摇臂(302)与飞机舵面(401)的转轴和角位移检测单元(1)转轴所形成平面平行；

步骤3：调整角位移检测单元(1)，使第一摇臂(301)与飞机舵面(401)表面平行

调整角位移检测单元(1)，使第一摇臂(301)与飞机舵面(401)表面平行，进一步保证由角位移检测单元(1)的转轴与飞机舵面(401)的转轴连线、传动连接单元的(3)的第一摇臂(301)和第二摇臂(302)、飞机舵面(401)表面形成平行四边形；

步骤4：调整回弹复位单元(2)，保证第二摇臂(302)与固定安装定位单元(4)凹型面充分接触

调整回弹复位单元(2)，将其中一个受力端固定在角位移检测单元(1)的承力固定端，另一个受力端固定在第一摇臂(301)，保证回弹复位单元(2)向第一摇臂(301)施加上预定的力，同时保证第二摇臂(302)另一端与固定安装定位单元(4)凹型面充分接触；

步骤4：操纵飞机舵面(401)偏转，使第一摇臂(301)跟随舵面(401)运动