[发明专利]一种用于三分量测力装置的原位加载校验系统及方法

权利要求书

1.一种用于三分量测力装置的原位加载校验系统，所述三分量测力装置包括推力定架(01)、推力动架(02)和三个测量力传感器(03)，推力动架(02)上用于放置发动机(04)，其特征在于：

所述原位加载校验系统包括加载机构、液压站(5)和控制单元(6)；

所述加载机构包括1个水平设置的推力加载组件(2)和2个竖直设置的升力加载组件(1)；

推力加载组件(2)包括推力液压缸(21)和推力测力元件(22)，推力液压缸(21)通过推力校验支架(4)设置在所述推力定架(01)上，推力测力元件(22)的一端与推力液压缸(21)的活塞杆连接，其另一端用于与发动机(04)尾部连接；

2个升力加载组件(1)沿发动机(04)轴线方向并排设置，每个升力加载组件(1)包括升力液压缸(11)和升力测力元件(12)，升力液压缸(11)设置在推力定架(01)上，升力测力元件(12)的一端与升力液压缸(11)的活塞杆连接，其另一端与推力动架(02)连接；

所述液压站(5)用于向推力液压缸(21)和升力液压缸(11)提供动力；

所述控制单元(6)用于根据推力测力元件(22)的力值，实时调整液压站(5)向推力液压缸(21)提供动力的大小，使推力测力元件(22)的力值与所需加载的标准力值相等；以及用于根据升力测力元件(12)的力值，实时调整液压站(5)向升力液压缸(11)提供动力的大小，使升力测力元件(12)的力值与所需加载的标准力值相等。

2.根据权利要求1所述用于三分量测力装置的原位加载校验系统，其特征在于：所述推力测力元件(22)包括推力标准力传感器(221)和2个推力绕性件(222)，2个推力绕性件(222)的一端分别与推力标准力传感器(221)的两端连接，其中一个推力绕性件(222)的另一端与推力液压缸(21)的活塞杆连接，另一个推力绕性件(222)的另一端与发动机(04)尾部连接。

3.根据权利要求2所述用于三分量测力装置的原位加载校验系统，其特征在于：所述升力测力元件(12)包括升力标准力传感器(121)和2个升力绕性件(122)，2个升力绕性件(122)的一端分别与升力标准力传感器(121)的两端连接，其中一个升力绕性件(122)的另一端与升力液压缸(11)的活塞杆连接，另一个升力绕性件(122)的另一端与推力动架(02)连接。

4.根据权利要求1至3任一所述用于三分量测力装置的原位加载校验系统，其特征在于：所述推力标准力传感器(221)和升力标准力传感器(121)结构相同，均为s型拉压双向测力传感器。

5.根据权利要求4所述用于三分量测力装置的原位加载校验系统，其特征在于：所述推力绕性件(222)和升力绕性件(122)结构相同，均为万向挠性件。

6.根据权利要求5所述用于三分量测力装置的原位加载校验系统，其特征在于：所述液压站(5)和推力液压缸(21)之间设有第一伺服阀(51)，液压站(5)和2个升力液压缸(11)之间均设有第二伺服阀(52)；

所述控制单元(6)包括控制器，控制器用于接收所述推力标准力传感器(221)的信号，并根据该信号控制第一伺服阀(51)的开度，以及用于接收升力标准力传感器(121)的信号，并根据该信号控制第二伺服阀(52)的开度。

7.一种用于三分量测力装置的原位加载校验方法，其特征在于，采用权利要求1所述用于三分量测力装置的原位加载校验系统，所述校验方法包括以下步骤：

1)将发动机(04)安装在推力动架(02)上，并将推力加载组件(2)与发动机(04)尾部相连，且推力加载组件(2)沿发动机(04)轴线方向加载，升力加载组件(1)沿发动机(04)法线方向加载；

2)建立推力校验模型

根据三个测量力传感器03测量力值F1、F2、F3与三个标准加载力Fx2、Fy1、Fy3的一次项拟合关系建立如下推力校验公式：

3)求解常数项F₀和系数矩阵A

a)液压站(5)向推力液压缸(21)施加动力，控制单元(6)根据推力测力元件(22)的力值，实时调整液压站(5)向推力液压缸(21)提供动力的大小，直至推力测力元件(22)的力值F_x2与所需加载的标准力值相等，三分量测力装置的三个测量力传感器(03)分别得到力F₁、F₂、F₃；加载多个F_x2，得到多组测量力F₁、F₂、F₃，将多个F_x2和多组测量力F₁、F₂、F₃代入推力校验公式，得到常数项F₀₂以及矩阵A的

b)液压站(5)向其中一个升力液压缸(11)施加动力，控制单元(6)根据与该升力液压缸(11)配合的升力测力元件(12)的力值，实时调整液压站(5)向推力液压缸(21)提供动力的大小，直至推力测力元件(22)的力值F_y1与所需加载的标准力值相等，三分量测力装置的三个测量力传感器(03)分别得到力F₁、F₂、F₃；加载多个F_y1，得到多组测量力F₁、F₂、F₃，将多个F_y1和多组测量力F₁、F₂、F₃代入推力校验公式，得到常数项F₀₁以及矩阵A的

c)液压站(5)向另一个升力液压缸(11)施加动力，控制单元(6)根据与该升力液压缸(11)配合的升力测力元件(12)的力值，实时调整液压站(5)向推力液压缸(21)提供动力的大小，直至推力测力元件(22)的力值F_y3与所需加载的标准力值相等，三分量测力装置的三个测量力传感器(03)分别得到力F₁、F₂、F₃；加载多个F_y3，得到多组测量力F₁、F₂、F₃，将多个F_y3和多组测量力F₁、F₂、F₃代入推力校验公式，得到常数项F₀₃以及矩阵A的

4)获得标准力传感器输出值的表达式

根据得到矩阵A，并根据常数项F₀₂、F₀₁、F₀₃以及矩阵A得到标准力传感器输出值的表达式：

式中，i＝1,2,3；j＝1,2,3；

5)校验标准力传感器输出值的表达式

液压站(5)同时向推力液压缸(21)施加力F_x2ˊ和2个升力液压缸(11)施加力F_y1ˊ、F_y3ˊ，将三分量测力装置的三个测量力传感器(03)测量值F₁″、F₂″、F₃″代入步骤4)的表达式，计算出计算标准力F_x2″、F_y1″、F_y3″，将计算标准力F_x2″、F_y1″、F_y3″与施加力F_x2ˊ、F_y1ˊ、F_y3ˊ的力值进行比较；

若两者数值对应相等，则步骤5)的表达式准确，若不相等，则返回步骤3)重新加载力。