[發(fā)明專利]直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡參數(shù)校準(zhǔn)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210520642.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN102944361A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁廷偉;于金濤;宋凱;梁韻;丁明理;邵崇輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M1/16
• 分類號(hào): G01M1/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 楊立超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡參數(shù)校準(zhǔn)裝置，涉及直升機(jī)旋翼槳葉的測(cè)試及校準(zhǔn)技術(shù)。

背景技術(shù)

槳葉揮舞參數(shù)是直升機(jī)槳葉空氣動(dòng)力和飛行控制等綜合作用的最終體現(xiàn)，是最終驗(yàn)證直升機(jī)旋翼槳葉設(shè)計(jì)參數(shù)、制造工藝、空氣動(dòng)力理論、飛行控制方法等的主要參數(shù)。由于直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡試驗(yàn)是在旋翼高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)下進(jìn)行，一直存在著測(cè)量難度大、測(cè)量精度差的問題，對(duì)槳葉揮舞參數(shù)的測(cè)量技術(shù)一直為國內(nèi)外所關(guān)注。我國對(duì)于直升機(jī)槳葉的動(dòng)平衡試驗(yàn)技術(shù)源自法國，開始采用法國引進(jìn)的旋翼槳葉動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)，后研制的也采用法國的技術(shù)。直升機(jī)旋翼動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)由主臺(tái)體、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、槳葉共錐度測(cè)量裝置、鉸鏈力矩測(cè)量裝置等部分組成，如圖7、8所示。

對(duì)旋翼槳葉揮舞參數(shù)的測(cè)量是在戶外的動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的，對(duì)于旋翼槳葉的揮舞高度，采用激光測(cè)量方法。測(cè)量裝置由3路激光發(fā)射和接受器組成，3組激光信號(hào)，其中2條平行，另1條傾斜一定的角度，3束激光光路鎖定一個(gè)激光平面，使旋翼上的3片槳葉在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠順序切割激光光路，如圖9。旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)每一片槳葉分別切割3束激光光路，產(chǎn)生3個(gè)脈沖信號(hào)，其下降沿又作為精密定時(shí)器的控制信號(hào)，可以得到每一片槳葉切割3束激光的時(shí)間間隔，這樣，旋翼每旋轉(zhuǎn)一周會(huì)產(chǎn)生9個(gè)脈沖信號(hào)，加上1個(gè)同步控制信號(hào)，共有10個(gè)以一定時(shí)序排列的脈沖信號(hào)，如圖10。

槳葉揮舞錐度參數(shù)與激光器的安裝尺寸有直接的函數(shù)關(guān)系，激光器安裝在密封的充氮保護(hù)罩中，無法準(zhǔn)確測(cè)量。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的安裝尺寸不可能精密測(cè)量，而且由于動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)安裝在室外，環(huán)境溫度等自然環(huán)境參數(shù)也會(huì)導(dǎo)致安裝尺寸的變化，因此必須對(duì)旋翼槳葉動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行標(biāo)定，才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

此外，在直升機(jī)旋翼槳葉揮舞參數(shù)動(dòng)平衡試驗(yàn)中，激光發(fā)射和接收裝置安裝在軌道上，需要確定測(cè)量槳葉截面的位置，現(xiàn)在的方法只能用皮尺大概估算，沒有辦法準(zhǔn)確測(cè)量。

從法國引進(jìn)的激光共錐度測(cè)量裝置在安裝時(shí)用專用的計(jì)量器具通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)量確定空間安裝定位參數(shù)，之后便一直用安裝時(shí)的參數(shù)計(jì)算槳葉的揮舞高度，沒有補(bǔ)償算法，由于槳葉揮舞高度激光測(cè)量裝置的安裝參數(shù)變化會(huì)引起測(cè)量結(jié)果的誤差。對(duì)于測(cè)量靶點(diǎn)的定位，只能用刻度尺測(cè)量。因此簡捷、方便、準(zhǔn)確、科學(xué)的校準(zhǔn)方法是開展直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)態(tài)參數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)研究的首要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決背景技術(shù)中的直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡試驗(yàn)校準(zhǔn)存在測(cè)量結(jié)果的誤差較大、可靠性差的問題，針對(duì)輕型直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡試驗(yàn)的校準(zhǔn)問題及上述現(xiàn)有校準(zhǔn)技術(shù)中存在的不足，提供了一種直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡參數(shù)校準(zhǔn)裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所述直升機(jī)旋翼槳葉動(dòng)平衡參數(shù)校準(zhǔn)裝置包括旋翼槳葉測(cè)量子系統(tǒng)；所述旋翼槳葉測(cè)量子系統(tǒng)包括直升機(jī)旋翼動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)、三個(gè)激光器及信號(hào)調(diào)理電路、高速CPLD邏輯陣列器件、高速DSP嵌入式數(shù)據(jù)處理器和PC104微型控制計(jì)算機(jī)；直升機(jī)旋翼動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)旋翼上的三片槳葉(基準(zhǔn)槳葉)旋轉(zhuǎn)，使旋翼上的片槳葉在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下能夠順序切割三個(gè)激光器發(fā)射的激光光路，旋翼每旋轉(zhuǎn)一周會(huì)產(chǎn)生9個(gè)激光時(shí)序脈沖信號(hào)，利用信號(hào)調(diào)理電路(光電隔離器)取出激光時(shí)序脈沖信號(hào)后，再利用高速CPLD邏輯陣列器件設(shè)計(jì)的三個(gè)32位計(jì)數(shù)器測(cè)量時(shí)序脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔(每一片槳葉切割三束激光的時(shí)間間隔)，測(cè)量時(shí)序脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔后，再通過高速DSP嵌入式數(shù)據(jù)處理器實(shí)時(shí)計(jì)算槳葉的揮舞和擺振參數(shù)，最后在PC104微型控制計(jì)算機(jī)上顯示測(cè)量結(jié)果；

所述裝置還包括模擬槳葉標(biāo)定子系統(tǒng)，模擬槳葉標(biāo)定子系統(tǒng)包括模擬槳葉主軸、三個(gè)模擬槳葉、減速器、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)控制器、升降機(jī)構(gòu)和底座，三個(gè)模擬槳葉由上至下以相同間距安裝在模擬槳葉主軸上，每兩個(gè)模擬槳葉之間的夾角為120°且與基準(zhǔn)槳葉的安裝角度一致；伺服電機(jī)通過減速器與模擬槳葉主軸連接用以驅(qū)動(dòng)模擬槳葉主軸帶動(dòng)三個(gè)模擬槳葉旋轉(zhuǎn)，伺服驅(qū)動(dòng)控制器與伺服電機(jī)電連接，減速器通過升降機(jī)構(gòu)和底座連接；模擬槳葉以一定的平穩(wěn)速度掃過直升機(jī)旋翼動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)上的激光光路，并利用旋翼槳葉測(cè)量子系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，旋翼槳葉測(cè)量子系統(tǒng)的測(cè)量值就是模擬槳葉的高度差，采用溯源到幾何量標(biāo)準(zhǔn)的方法來對(duì)直升機(jī)旋翼動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)溯源。

本發(fā)明的有益效果是：