[发明专利]一种飞机机轮性能综合测试系统及方法

权利要求书

1.一种飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，包括：

运输单元，其包括基础平台；

加载单元，其包括依次设置于所述基础平台上方的伺服电动缸和加载悬臂；

支撑单元，其设置于所述基础平台的上方，用于支撑所述加载悬臂；

夹持单元，其设置于所述加载悬臂前端，用于夹持飞机机轮；以及

数据采集处理单元，其包括压力传感器、下位机和上位机；所述压力传感器设置于伺服电动缸和加载悬臂之间，采集伺服电动缸输出力并发送给下位机，所述下位机根据伺服电动缸输出力得到加载到机轮轮胎上的加载力矩，并发送给上位机显示和存储；所述上位机与伺服电动缸连接，用于控制伺服电动缸工作。

2.根据权利要求1所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述数据采集处理单元还包括设置于所述伺服电动缸的位移传感器，所述位移传感器采集伺服电动缸的伸出长度并发送给下位机，所述下位机根据伺服电动缸的伸出长度得到机轮轮胎相对于自身轴心的转动位移，并发送给上位机显示和存储。

3.根据权利要求1或2所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述基础平台设置有用于带动其移动的麦克纳姆轮，所述基础平台还设置有用于调节其高度的地脚支撑。

4.根据权利要求1或2所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述支撑单元包括依次设置于所述基础平台上方的支撑柱和支撑座，所述支撑座支撑加载悬臂中部。

5.根据权利要求1或2所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述伺服电动缸底端通过铰支座与基础平台连接，所述伺服电动缸顶端通过铰支座与压力传感器下表面连接，所述压力传感器上表面与加载悬臂后端垂直固定连接。

6.根据权利要求1或2所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述夹持单元包括固连于所述加载悬臂前端的夹持件基座，所述夹持件基座通过前旋转支臂与前夹持件相连、通过后旋转支臂与后夹持件相连；所述前夹持件和后夹持件的端部设置有紧固轴，前夹持件和后夹持件抱持机轮并通过紧固轴夹紧。

7.根据权利要求6所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述夹持件基座与加载悬臂前端垂直固定连接。

8.根据权利要求6所述的飞机机轮性能综合测试系统，其特征在于，所述紧固轴为一端设置有螺纹的轴，所述紧固轴的螺纹端与前夹持件和后夹持件端部的螺纹配合。

9.一种飞机机轮性能综合测试方法，采用根据权利要求1所述的飞机机轮性能综合测试系统进行机轮刹车性能测试，其特征在于，包括如下步骤：

S1、初始定位：通过运输单元将夹持单元移动至机轮后方；

S2、精准定位：手动抬起前夹持件，运输单元向前移动，使前夹持件跨越机轮上方后放下，前夹持件和后夹持件形成对机轮的抱持状态；

S3、夹紧机轮：紧固紧固轴使前夹持件和后夹持件夹紧机轮；

S4、加载准备：通过地脚支撑调平基础平台；

S5、加载：上位机控制伺服电动缸伸出，通过加载悬臂向机轮中心处施加力矩，压力传感器实时测量伺服电动缸的输出力并发送给下位机，所述下位机根据伺服电动缸的输出力得到加载到机轮轮胎上的加载力矩，并发送给上位机显示和存储；

所述下位机还对加载到机轮轮胎上的加载力矩进行如下处理：当加载力矩达到设定测试力矩值时，下位机将信号发送给上位机，上位机控制伺服电动缸保持当前的输出力，并持续加载设定测试时间；

加载过程中，观察机轮及夹持单元是否移动：如果机轮及夹持单元没有发生移动，评定机轮刹车性能正常；如果机轮及夹持单元发生了移动，评定机轮刹车性能异常。

10.一种飞机机轮性能综合测试方法，采用根据权利要求2所述的飞机机轮性能综合测试系统进行机轮轮胎静/动刚度测试，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、初始定位：通过运输单元将夹持单元移动至机轮后方；

第二步、精准定位：手动抬起前夹持件，运输单元向前移动，使前夹持件跨越机轮上方后放下，前夹持件和后夹持件形成对机轮的抱持状态；

第三步、夹紧机轮：紧固紧固轴使前夹持件和后夹持件夹紧机轮；

第四步、加载准备：通过地脚支撑调平基础平台和加载悬臂，以加载悬臂的水平位置作为加载零位；

第五步、加载：上位机控制伺服电动缸工作，输入力设定为随机波，伺服电动缸通过加载悬臂向机轮中心处施加力矩；

加载过程中，压力传感器实时测量伺服电动缸的输出力并发送给下位机，所述下位机根据伺服电动缸的输出力得到加载到机轮轮胎上的加载力矩，并发送给上位机显示和存储；同时，位移传感器采集伺服电动缸的伸出长度并发送给下位机，所述下位机根据伺服电动缸的伸出长度得到机轮轮胎的转动角位移，并发送给上位机显示和存储；

所述机轮轮胎的转动角位移通过如下方式得到：

式中，θ为机轮轮胎的转动角位移；l₁为机轮中心到伺服电动缸顶端铰支点的距离；l₂为机轮中心到伺服电动缸底端铰支点的距离；l为伺服电动缸的实时长度；l₀为伺服电动缸的初始长度；O_x为伸出状态时伺服电动缸的顶端铰支点；O₁为机轮中心；O₄为初始状态时伺服电动缸的顶端铰支点；O₅为伺服电动缸的底端铰支点；O₂为机轮中心O₁到加载悬臂水平中心线的垂足；O₃为初始状态时伺服电动缸的顶端铰支点O₄到加载悬臂水平中心线的垂足；

所述上位机记录时域内加载到机轮轮胎上的加载力矩M和机轮轮胎的转动角位移θ，视系统输入为机轮轮胎的转动角位移θ，系统输出为加载到机轮轮胎上的加载力矩M，采用系统辨识方法辨识系统的频响函数；机轮轮胎的动态刚度是输入为机轮轮胎的转动角位移θ，输出为加载到机轮轮胎上的加载力矩M的频响函数；系统频响函数的幅频曲线即为机轮轮胎的动态刚度曲线；动态刚度曲线上激励频率为0Hz的点，为静态刚度点。