[发明专利]一种飞机驾驶盘多维力测量组件及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于航空工程试验检测领域，特别涉及一种飞机驾驶盘多维力测量组件及其测量方法。

背景技术

目前，在飞机驾驶盘力测量中，往往是针对特定的驾驶盘对其进行改造而完成驾驶盘力的测量；或者是设计专门的夹具和连接件，使用通用的拉压力传感器、扭矩传感器测量驾驶盘力。存在以下不足：

1、对特定的驾驶盘进行改造，需要根据驾驶盘的结构专门设计完成驾驶盘力测量单元，作为驾驶盘的一部分与驾驶盘组合在一起。对驾驶盘改造的结果可能会影响驾驶盘的强度等原有功能特性，另一方面，改造飞机驾驶盘的工艺复杂，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，使用通用的拉压力传感器只能完成纵向驾驶盘力测量，需要将这些分散的夹具、连接件和拉压力传感器等组装在一起；而对于横向驾驶盘力测量，同样需要设计专门的夹具和连接件，并将这些分散的夹具、连接件和扭矩传感器等组装在一起。上述测量视线中，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。

随着微电子技术、微机械加工技术、自动测量技术的发展，设计一种能完成飞机驾驶盘力测量组件的条件已经成熟。

发明内容

本发明的目的是：设计一种不需要对飞机驾驶盘进行改造、安装使用方便、测量精度高且具有通用性的飞机驾驶盘多维力测量组件及其测量方法。

本发明的技术方案是：设计一种飞机驾驶盘多维力测量组件，由操纵手柄、水平力信号检测单元、垂直力信号检测单元、安装连接单元在空间上按“一”字型结构连接成一体，以安装连接单元为中心，在其两侧分别布置力信号检测单元和操纵手柄，操纵手柄布置在最外端；其中操纵手柄用于施加操纵力，模拟驾驶员操纵，且不改变实际操纵情况；水平力信号检测单元用于检测操纵过程纵向操纵力的大小，垂直力信号检测单元用于检测操纵过程横向操纵力的大小，要求所检测力信号连续、准确；安装连接单元用于驾驶盘力测量组件与驾驶盘的安装连接，以便于通过对驾驶盘力测量组件的操作带动驾驶盘的运动，能间接来操纵驾驶盘。

所述操纵手柄、水平力信号检测单元、垂直力信号检测单元、安装连接单元相互连接成一个整体；安装连接单元与力信号检测单元和操纵手柄可以制造为一个整体，这样做的好处在于结构紧凑、简单、实用，占用空间尺寸小；安装连接单元与力信号检测单元和操纵手柄也可以是独立零部件，使用连接件进行连接，组装成为一个整体。

所述安装连接单元上布置多个定位安装孔，可采用通孔连接方式，也可以采用螺纹连接方式。

所述水平方向力信号检测单元采用矩形框式结构，该矩形框结构由2个互相平行的应变梁和与之垂直的2个连接端组成，在每个矩形框的两个应变梁面中心分别布置有2个应变片，两个矩形框中的4个应变片接成桥路测量垂直于应变梁平面的力，既纵向操纵力的大小。

同样，垂直方向力信号检测单元也采用矩形框式结构，该矩形框结构由2个互相平行的应变梁和与之垂直的2个连接端组成，在每个矩形框的两个应变梁面中心分别布置有2个应变片，两个矩形框中的4个应变片接成桥路测量垂直于应变梁平面的力，既横向操纵力的大小。

同时提供一种用于飞机驾驶盘操纵力的测试方法，包括以下步骤：

根据驾驶盘的大小、形状等使用专门的夹具与安装连接单元连接，实现驾驶盘力测量组件与驾驶盘的安装连接，以便于通过对驾驶盘力测量组件的操作带动驾驶盘的运动，来间接操纵驾驶盘。

通过操纵手柄施加操纵力，模拟驾驶员操纵，且不改变实际操纵情况。

本发明的优选方法进一步包括以下步骤：

在驾驶盘力测量中，将测量组件安装在驾驶盘与操作人员之间，以便于操作，在纵向驾驶盘力测量中，通过操纵手柄向前推驾驶盘，或者是向后拉驾驶盘。

在横向驾驶盘力测量中，通过操纵手柄顺时针旋转驾驶盘，或者是逆时针旋转驾驶盘。

由力信号检测单元检测操纵过程操纵力的大小，要求所检测力信号连续、准确；在纵向操纵力的测量中，力值大小由水平方向力信号检测单元测量，向前推驾驶盘时，力信号输出为正，向后拉驾驶盘时，力信号输出为负；在横向操纵力的测量中，力值大小由垂直方向力信号检测单元测量，顺时针旋转驾驶盘时，力信号输出为正，逆时针旋转驾驶盘时，力信号输出为负。

本发明的优点是：本发明将传统的传感器与测量中的夹具、连接件和施力单元集成在一起，既不需要对驾驶盘进行改造，也不需要设计专门的夹具和连接件，结构紧凑、简单，空间尺寸小，安装使用方便，测试精度高，符合飞机驾驶盘实际操纵情况，适用于各种类型飞机驾驶盘操纵力的测量。

附图说明