[发明专利]一种测量飞机脚蹬力和刹车力的装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于航空工程试验检测领域，涉及一种测量飞机脚蹬力和刹车力的装置及其测量方法。

背景技术

飞机的制动刹车以及对方向舵的操纵中，通常是通过设置在飞机座舱中的脚蹬踏板操作来实现的。为了操纵飞机制动刹车，驾驶人员通过对脚蹬踏板上部施力，使脚蹬踏板绕其底部轴倾斜。而对飞机方向舵的操纵则通过将一侧的脚蹬踏板向前(即沿飞机前端的方向)推动实现方向舵的偏转，或者是通过将另一侧的脚蹬踏板向前推动实现方向舵向相反方向的偏转。

在飞机的组装完成后，需要对飞机操纵飞机制动刹车与方向舵的脚蹬踏板进行必要的调试和测试。具体来说，必须在脚蹬踏板对飞机制动刹车与方向舵操纵特性进行测试，以检查制动刹车与方向舵操纵的功能与特性是否满足设计出厂要求，或者是检查各个部件的缺陷或组装中的缺陷。

目前，在飞机脚蹬力和刹车力测量中，往往是针对特定的脚蹬踏板，对其进行改造而完成脚蹬力和刹车力的测量；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测量脚蹬力和刹车力，这些方法存在以下不足：

1、对特定的脚蹬踏板进行改造，需要根据脚蹬踏板的结构专门设计完成脚蹬力和刹车力测量。对脚蹬踏板改造的结果可能会影响对脚蹬踏板的操纵，也影响脚蹬踏板的强度等原有功能特性，另一方面，改造飞机脚蹬踏板的工艺复杂，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测量脚蹬力和刹车力时，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，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，设计一种不需要对飞机脚蹬踏板进行改造，安装使用方便，完成测量飞机脚蹬力和刹车力的装置的条件已经成熟。

发明内容

本发明的目的是：设计一种既可靠又省时的测量飞机脚蹬力和刹车力的装置及其测量方法，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，能安装在各种形式和尺寸的脚蹬踏板上；既不需要对脚蹬踏板进行改造，也不需要设计专门的夹具和连接件，同时，缩小整个测量装置所占用的空间，能方便地与脚蹬踏板安装连接在一起。

本发明的技术方案是：测量飞机脚蹬力和刹车力的装置，由脚蹬力检测单元、刹车力检测单元、组合连接单元、安装固定单元组成，刹车力检测单元和脚蹬力检测单元分别布置在组合连接单元一面的上、下两端，在组合连接单元的另一面上、下两端分别布置上部和下部安装固定单元；组合连接单元用于脚蹬力检测单元、刹车力检测单元、安装固定单元之间的组合连接，从而将脚蹬力检测单元、刹车力检测单元、安装固定单元组合安装为完整的一个整体；安装连接单元用于本发明的测试装置与脚蹬踏板的安装连接，以便于通过对本发明的测试装置的操作带动脚蹬踏板的运动，来间接操纵脚蹬踏板。

优选地，本发明测试装置中飞机脚蹬力检测单元或刹车力检测单元采用“凸”字形状，既脚蹬力检测单元或刹车力检测单元面向施加操纵力的上表面中间向上凸出，与组合连接单元表面相接的下表面两端向下伸出；

优选地，本发明测试装置中飞机脚蹬力检测单元或刹车力检测单元采用框架式结构，包括2个形状相同的矩形框架，用于力信号的检测，该框架结构由2个互相平行的应变梁和与之垂直的2个连接端组成，在每个框架的两个应变梁面中心分别布置有2个应变片，两个框架中的4个应变片接成桥路测量垂直于应变梁平面的力，既脚蹬力或刹车力的大小；

本发明测试装置中飞机脚蹬力检测单元或刹车力检测单元另一种优选方案采用悬臂平行梁结构弹性体，该悬臂平行梁有特殊形状的孔，由矩形孔与圆孔截交形成，其形状类似半个“哑铃”，用于力信号的检测。脚蹬力检测单元或刹车力检测单元的每对悬臂平行梁的圆孔内侧面中心分别布置有2个应变片，两个悬臂平行梁圆孔内的4个应变片接成桥路测量垂直于应变梁平面的力，既脚蹬力或刹车力的大小；

优选地，组合连接单元采用矩形结构，在该矩形的左右两侧，均匀地分布着多个安装孔，用于定位安装脚蹬力检测单元、刹车力检测单元、安装固定单元；

脚蹬力检测单元或刹车力检测单元可以作为一个整体；优选地，脚蹬力检测单元或刹车力检测单元可以分为上、下两部分；

组合连接单元采用矩形结构，在该矩形的左右两侧，均匀地分布着多个安装孔，用于定位安装脚蹬力检测单元、刹车力检测单元、安装固定单元；

组合连接单元与安装固定单元可以为一个整体，这样做的好处在于结构紧凑、简单、实用，占用空间尺寸小，安装固定单元优选L型结构，或者采用其它便于安装的结构；