[发明专利]一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置

权利要求书

1.一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，包含智能变距拉杆、数据采集单元、信息处理模块、机载控制模块和集流环，其特征在于：

智能变距拉杆安装在直升机的每一片浆叶上；

数据采集单元用于实时采集锥体的高度和旋翼的振动信号，通过线缆传递到信息处理模块；

信息处理模块将采集到的原始锥体的高度和旋翼的振动信号进行解算和滤波，并将处理后的锥体高度和振动信号通过线缆发送到机载控制模块；

机载控制模块将锥体高度和振动信号输入到控制模型，将控制模型输出的智能变距拉杆的驱动力矩通过集流环传递至智能变距拉杆调节行程拉杆的伸缩量。

2.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，其特征在于：数据采集单元包括锥体高度测量仪与振动测量传感器，锥体高度测量仪安装于直升机前部风挡与电子舱上部交界处，并应保证锥体高度测量仪的测量光路无遮挡,该锥体高度测量仪使用光学测量方式无线测量，基于桨叶通过测量光路的时间差值，计算出桨叶的高度差值，指定其中一片桨叶为基准桨叶，其余桨叶与该基准桨叶的差值为反映该旋翼系统的不同锥程度；

振动测量传感器安装在桨毂上测量旋翼的振动信号，基于3个振动传感器分别测量x,y,z三个方向的振动值，其中x向为直升机运行方向，y向为旋翼平面与x向垂直方向，z向为旋翼垂直方向。

3.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，其特征在于：信息处理模块还将处理后的锥体高度和振动信号使用无线传输的方式传递至地面站。

4.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，其特征在于：控制模型是先通过归纳智能变距拉杆的行程拉杆的伸缩量值与对应机型旋翼锥体调整规律，再通过神经网络进行训练，得出智能变距拉杆的控制模型。

5.根据权利要求4所述的一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，其特征在于：使用旋翼振动的幅值和相位、旋翼锥体的高度测量值、智能变距拉杆的伸缩量值作为神经网络的训练数据，在地面站离线训练得出智能变距拉杆的控制模型；在飞行过程中，该控制模型将飞行实时监测到的旋翼振动幅值和相位，锥体值和转速信号作为模型输入，控制模型将得到的信号与控制期望作差，得出当前时刻误差，再根据误差解算出智能变距拉杆的驱动力矩。

6.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，其特征在于：集流环通过线缆连接机载控制模块，无线方式与控制智能变距拉杆的电机及行星减速器组件交互，将接收到的智能变距拉杆的驱动力矩传递智能变距拉杆的电机及行星减速器组件；集流环通过内部刷丝和沟槽的接触，实现旋转部件与静止部件之间信号的传输，起到连接作用。

7.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼平衡实时监测与调整装置，其特征在于：智能变矩拉杆包含轴承支座(7)、力矩限制器(8)、电机及行星减速器组件(9)、杆端(10)、行程拉杆(11)、行星滚柱丝杠丝母(12)、角度编码器(13)和杆端轴承(14)；轴承支座(7)通过杆端轴承(14)固定在桨毂上，杆端(10)连接到桨叶的桨根部；电机及行星减速器组件(9)接收到驱动力矩后，输出旋转力矩带动行程拉杆(11)实施伸缩运动来实现旋翼的变距调节，行星滚柱丝杠丝母(12)随行程拉杆(11)移动而移动，角度编码器(13)通过监测行星滚柱丝杠丝母(12)的旋转角度计算行程拉杆(11)的移动距离，判断行程拉杆(11)是否作动到给定位置，力矩限制器(8)用于限制行程拉杆(11)的伸缩范围。