[发明专利]一种直升机旋翼气动试验五分量测力天平原位加载校准装置

摘要

一种直升机旋翼气动试验五分量测力天平原位加载校准装置，属于多分量测力天平校准领域。包括旋翼天平五分量力组合加载机构和自动化测试校准系统；旋翼天平五分量力组合加载机构包括框架式加载架、多维力加载头以及标准力源；自动化测试校准系统包括伺服电机控制模块、数据采集与处理模块、通讯模块以及综合校准控制软件模块；框架式加载架以旋翼天平底座为基础向外延伸并构建框架式支撑结构平台；多维力加载头采用自上而下模块化设计；标准力源为一体化设计的电动加载缸。本发明实现了旋翼五分量气动力组合加载校准，显著提高了旋翼天平五分量气动力的校准精度，大大提高了校准效率，且具有加载精度高、响应快、易于自适应控制以及易维护的优势。

主权项

1.一种旋翼气动试验五分量测力天平原位加载校准装置，其特征在于：包括旋翼天平五分量力组合加载机构和自动化测试校准系统两大部分；其中，旋翼天平五分量力组合加载机构是在旋翼天平安装原位实现五分量力同时加载的机械结构，包括框架式加载架、多维力加载头以及标准力源；自动化测试校准系统采用PXI总线硬件平台，基于Labview程序开发环境编制综合校准控制软件；所述框架式加载架以旋翼天平底座为基础安装底部立柱，向外延伸至旋翼天平浮框之上，底部立柱之上构建框架式支撑结构平台；框架式加载架由4组底部立柱、1组支撑框架平台、4组上下部连接法兰板以及4组水平加载柱组装而成，其中的横梁或立梁均采用弯矩耐受力强的圆柱型或H型型材为基体加工制造；所述多维力加载头采用自上而下模块化设计，主要包括加载转接法兰、外伸悬臂、交叉横梁、导向块、顶杆、销轴以及受力顶块；加载转接法兰为交叉十字结构，交叉横梁为耐弯矩的H型横梁，导向块的制作材料为铜合金；多维力加载头的一端与旋翼天平受力端固联，一端与标准力源接触受力，为旋翼天平五分量气动力的同时加载提供着力点，且在满足刚度要求的前提下保证了校准载荷受力轴系与旋翼天平受力端测量轴系基准合一：顶杆在铜导向块的导向下将校准载荷传递到销轴上，以保证竖直方向上的校准载荷作用点位于横梁中心线上，受力顶块在校准坐标系正交方向加工受力平面，施载点所在轴线与交叉横梁中心线交于一点；所述标准力源为一体化设计的电动加载缸，主要由法兰结构框、精密电机与精密行星减速器、圆柱型主体结构、精密滚柱丝杠副以及力值传感器部件组成；自动化测试校准系统包括伺服电机控制模块、数据采集与处理模块、通讯模块以及综合校准控制软件模块；本校准装置的连接与安装关系如下：旋翼天平五分量力组合加载机构与自动化测试校准系统相连；框架式加载架与标准力源相连，标准力源与多维力加载头相连；框架式加载架各组成部件的连接及安装关系如下：4组底部立柱用螺栓分别固定在旋翼天平底座的四个对称均布支点上，支撑框架平台通过螺栓与4组底部立柱的顶端法兰连接并保证平台水平，4组水平加载柱通过螺栓垂直安装在支撑框架平台上；多维力加载头各组成部件的连接关系及安装关系如下：加载转接法兰十字结构对应的四个外伸悬臂安装平面上固定安装交叉横梁，交叉横梁一端安装导向块，顶杆可在导向块的导向下将校准载荷准确的传递到销轴上受力顶块通过高精度轴孔与转接法兰配合安装，外伸交叉悬臂与对应位置的交叉横梁固定；自动化测试校准系统中各模块的连接关系为：综合校准控制软件模块作为总体控制模块，分别与伺服电机控制模块、数据采集与处理模块、通讯模块等功能模块相连。