[发明专利]微位移放大机构、放大系统、放大方法、测量系统、航空发动机以及试验台

说明书

本发明涉及一种微位移放大机构、放大系统、放大方法、测量系统、航空发动机以及试验台。上述微位移放大机构具有基座；输入端，接收一微位移的输入；放大部，将所述微位移放大至一放大位移，包括三角放大组件，包括菱形放大结构，所述菱形放大结构的相邻边之间通过第一柔性铰链连接；以及杠杆放大组件，与所述三角放大组件连接，包括杠杆件，所述杠杆件具有支点；其中，所述菱形放大结构与所述杠杆件之间柔性地连接，输出端，与所述放大部连接，输出所述放大位移；其中，所述菱形放大结构、所述杠杆件分别与所述基座相连；所述杠杆件的支点通过第二柔性铰链连接所述基座。所述微位移放大机构具有结构紧凑，高放大系数以及高放大效率等优点。

技术领域

本发明涉及微位移的测量领域，尤其涉及一种微位移放大机构、放大系统、放大方法、测量系统、航空发动机以及试验台。

背景技术

微位移(micro-displacement)，例如在航空发动机中存在大量变化量微小而难以监测的位移，诸如转静子间隙、叶尖振幅、叶身形变和叶片角度变化等，对发动机性能及发动机控制起着至关重要的参数。随着航空发动机在智能化发展道路上探索的不断深入，通过检测航空发动机细微的状态变化，从中甄别、提取并有效运用这些信息以实现对航空发动机的控制和健康监测，在发动机智能控制领域及健康管理系统方面均显得异常重要。在航空发动机的运转过程中，这些位移的变化量级小，监测难度高，测量精度难以保证，欲将其用于对发动机的精确控制实现难度更加巨大。

目前关于微位移的高分辨率监测手段已发展多种，主要包括以电学、显微镜为代表的非光学测量技术和已激光干涉测量为代表的光学测量技术，在航空领域也已有一定的运用。然而，由于发动机上许多测量到的微位移数据量级较小，区分度差，不利于显性化作为监测值或难以直接作为发动机控制参数。

现有技术中有采用刚性构件利用运动副来实现整个机构的运动的技术方案，但这种方法工作行程较大，但精度较低。例如采用伺服电机驱动或精密滚珠丝杆螺母传动的方式来实现高精度，但由于传动摩擦以及螺纹空行程等原因，其依旧难以达到纳米级的定位精度，最多只能达到微米级的定位精度。也有采用柔性铰链的结构，但其放大系数较小。

因此，本领域需要一种微位移放大机构，实现对微位移进行高精度有效放大，以对微位移进行高精度测量、数据采集和处理，以用于例如发动机间隙的精确控制，以及部件的微位移测量试验等。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种微位移放大机构，以提高放大系数以及放大效率。

本发明的一个目的在于提供一种微位移放大系统。

本发明的一个目的在于提供一种微位移测量系统。

本发明的一个目的在于提供一种微位移采集方法。

本发明的一个目的在于提供一种航空发动机。

本发明的一个目的在于提供一种微位移试验台。

根据本发明一个方面的一种微位移放大机构，包括：基座；输入端，接收一微位移的输入；放大部，将所述微位移放大至一放大位移，包括三角放大组件，包括菱形放大结构，所述菱形放大结构的相邻边之间通过第一柔性铰链连接；以及杠杆放大组件，与所述三角放大组件连接，包括杠杆件，所述杠杆件具有支点；其中，所述菱形放大结构与所述杠杆件之间柔性地连接；输出端，与所述放大部连接，输出所述放大位移；其中，所述菱形放大结构、所述杠杆件分别与所述基座相连；所述杠杆件的支点通过第二柔性铰链连接所述基座。

在所述微位移放大机构的一个或多个实施例中，所述第二柔性铰链包括依次连接的直梁形柔性铰链、第二过渡杆、椭圆形柔性铰链、第三过渡杆，所述直梁形柔性铰链连接所述支点，所述椭圆形柔性铰链两端分别通过所述第二过渡杆、第三过渡杆连接所述直梁形柔性铰链、所述基座。