专利名称：直升机动平衡仿真试验器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于仿真设备技术，涉及对直升机振动仿真设备的改进。
背景技术：
在研制及维修直升机旋翼锥体和动平衡测量设备时，需要不断的检查、试验、调整。由于直升机旋翼的动平衡比一般旋转机械中遇到的动平衡要复杂的多，一般设备无法提供如此复杂的振动信号，因此为避免在直升机上频繁试验，需要一种专用设备来模拟直升机的振动系统。国内目前还没有这种仿真试验设备。国外一些开发旋翼锥体和动平衡测量设备的公司出于自己研制或维护锥体、动平衡测量设备的需要，开发了产品专用的简易校验设备，其中包括几种仿真试验器，例如美国SPS公司开发的动平衡仿真器等。这类设备输出功能单一，进行观察和调整设置比较困难。
发明内容
本实用新型的目的是，提供一种能够模拟直升机振动、输出类似直升机真实工作情况下复杂振动信号的仿真试验器，以便于对研制和维修中的直升机动平衡测量设备进行试验、检查，并配合直升机动平衡测量设备校准仪对当前应用在直升机上的动平衡测量设备进行校准和维护，满足直升机生产、科研的急需和使用中飞行安全的要求。
本实用新型的技术方案是，一种直升机动平衡仿真试验器，包括一个容纳试验器构件的箱体24、电源17、电路板、带插座电源开关9，其特征在于，(1)有一个由面板25、支板19和底板23连接构成的支架，支板19是4根由弹性钢板制成的、呈矩形分布的板条，每根支板19的上端与面板25的边缘连接，其下端与底板23的边缘连接，电源17和电路板固定在底板23上；(2)在面板25上安装着仿真旋转装置，它由旋翼仿真机构和尾桨仿真机构组成，旋翼仿真机构由大转盘1、大皮带轮20、转轴21、轴套22、配重13和磁传感器15组成，轴套22垂直地固定在面板25上，转轴21的上部有一圈环状凸起，将转轴21分为上下两段，转轴21的两端有螺纹，转轴的下段插入并穿出轴套22，通过垫片和螺母与轴套22连接，转轴21的下段与轴套22在轴向和径向都保持适当的间隙，使转轴21可以灵活转动，大皮带轮20和大转盘1依次安装在转轴21的上段上，通过垫片和螺母固定在转轴21上，大皮带轮20和大转盘1通过螺钉连接，有2～6个带有螺纹的配重13，根据需要配置在大转盘1的圆周上，旋进相应的螺纹孔中，磁传感器15固定在大转盘1下面的面板上；尾桨仿真机构由调速电机14、小转盘3、传动带2、霍尔传感器4和振动传感器16组成，调速电机14固定在面板25的下面，其输出轴伸出到面板25的上方，小转盘3带有轴套，在轴套上有皮带槽，小转盘3通过轴套与调速电机14的输出轴连接，通过螺钉锁紧，传动带2套在大皮带轮20和小转盘3的皮带槽中，霍尔传感器4固定在小转盘3附近的面板上，振动传感器16固定在面板25下面、调速电机14的旁边；(3)在面板25上安装有智能转速表5，霍尔传感器4的输出端与智能转速表5的输入端连接；(4)在电路板上有放大器18，在面板25上安装有转速信号端口6和频闪信号端口8，磁传感器15的输出端与放大器18的输入端连接，放大器18的转速信号输出端与转速信号端口6连接，放大器18的频闪信号输出端与频闪信号端口8连接；(5)在面板25上安装有振动信号端口7，振动传感器16的输出端与振动信号端口7连接；(6)在面板25上安装有电机开关10和转速调节电位器11，在电路板上有转速调节电路。
本实用新型的优点是，可以模仿直升机的振动系统，输出类似直升机真实工作情况下复杂振动信号，为研制、维修直升机旋翼锥体、动平衡测量设备提供了能够模拟直升机振动系统环境的仿真台，可以很方便的试验、检查、调整旋翼锥体和动平衡测量设备，无需在直升机上开车即可验证测量设备能否在外场复杂环境下正常工作，能否满足直升机的使用要求，同时也可以用于校准平衡测试仪的频闪灯。
图1是本实用新型的立体结构图，图中为除去箱体24以后的试验器构件。
图2是箱体24的立体视图，图1所示的构件放在箱体24内。
图3是图1中A-A剖视图。
图4是本实用新型的电路连接原理框图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1和图3，本实用新型包括一个容纳试验器构件的箱体24、电源17、电路板、带插座电源开关9，其主要结构特点如下有一个由面板25、支板19和底板23连接构成的支架。支板19是4根由弹性钢板制成的、呈矩形分布的板条，每根支板19的上端与面板25的边缘连接，其下端与底板23的边缘连接，电源17和电路板固定在底板23上。这种结构使面板25与底板23之间成为弹性支撑。
在面板25上安装着仿真旋转装置，它由旋翼仿真机构和尾桨仿真机构组成。旋翼仿真机构由大转盘1、大皮带轮20、转轴21、轴套22、配重13和磁传感器15组成。轴套22垂直地固定在面板25上，转轴21的上部有一圈环状凸起，将转轴21分为上下两段，转轴21的两端有螺纹。转轴的下段插入并穿出轴套22，通过垫片和螺母与轴套22连接。转轴21的下段与轴套22在轴向和径向都保持适当的间隙，使转轴21可以灵活转动。大皮带轮20和大转盘1依次安装在转轴21的上段上，通过垫片和螺母固定在转轴21上。大皮带轮20和大转盘1通过螺钉连接。试验器用螺丝13模拟直升机上的平衡配重安装螺钉，可以根据所模仿的直升机型号确定需要的配重点数量和位置，一般与旋翼的数量相同并沿大转盘1的圆周均匀分布。将螺丝旋进大转盘圆周上相应位置的螺纹孔中，用螺帽模拟直升机的配重垫圈，改变各配重点上螺帽的数量可以改变试验器振动的幅度。磁传感器15固定在大转盘1下面的面板上，试验器通过磁传感器14获得每转一个脉冲的磁转速信号。此信号用来触发频闪仪或为相位仪提供基准信号。
尾桨仿真机构由调速电机14、小转盘3、传动带2、霍尔传感器4和振动传感器16组成。调速电机14固定在面板25的下面，其输出轴伸出到面板25的上方。小转盘3带有轴套，在轴套上有皮带槽，小转盘3通过轴套与调速电机14的输出轴连接，通过螺钉锁紧。传动带2套在大皮带轮20和小转盘3的皮带槽中。霍尔传感器4固定在小转盘3附近的面板上，它通过检测小转盘上的中断器得到每转两个脉冲的小转盘转速信号，此信号用来驱动智能转速表振动传感器16固定在面板25下面、调速电机14的旁边。振动传感器可以捕捉转盘转动时试验器产生的复杂振动信号，提供给平衡仪并为相位仪提供测量信号。
参见图4，这是本实用新型的电路原理框图。在面板25上安装有智能转速表5，霍尔传感器4的输出端与智能转速表5的输入端连接。智能转速表根据设定的系数对输入的小转盘转速脉冲信号进行换算，间接显示大转盘的转速。
在电路板上有放大器18，可以使用很多现有的器件作为放大器18。用于放大磁转速信号在面板25上安装有转速信号端口6和频闪信号端口8，磁传感器15的输出端与放大器18的输入端连接，放大器18的信号输出端与转速信号端口6和频闪信号端口8连接。其中频闪信号端口是一个专用的五芯插座，可以直接连接频闪灯对其进行检查、校准。
在面板25上安装有振动信号端口7，振动传感器16的输出端与振动信号端口7连接。
在面板25上安装有电机开关10和转速调节电位器11，在电路板上有转速调节电路。转速调节电位器11与转速调节电路连接。
本实用新型的使用方法和工作过程是旋翼锥体仿真试验器通过带插座电源开关9与220V市电连接，电机开关10控制可调速直流电机13的通断电，打开开关使电机14通电后带动固定在输出轴上的小转盘3转动，并通过传动带2减速带动大转盘1旋转。固定在小转盘3旁边的霍尔传感器4将检测到的小转盘的转速信号输入给智能转速表5，由智能转速表5根据设定的系数换算成大转盘的转速并显示出来。通过转速调节旋钮11可以在100～700rpm之间无级调整大转盘1的转速。固定在电机14旁的振动传感器16检测到试验器的振动，产生振动信号，由振动信号端口7输出。改变大转盘1上各配重点13的配重数量可以改变振动信号的幅度。固定在大转盘1下面的磁传感器15检测大转盘每转一个脉冲的转速信号，经放大后从转速信号端口6和频闪信号端口8输出。对整套动平衡测量设备进行实验时，试验器的24V直流电源12与平衡相位仪的电源输入连接，为动平衡测量设备供电；试验器的磁转速信号输出端6与平衡相位仪的磁传感器信号输入端连接；试验器的振动信号输出端7与平衡相位仪的加速度传感器信号输入端连接；频闪仪连接在平衡相位仪的相应端口上。如果只对频闪仪进行校准，可以将频闪仪直接连接在专用的频闪信号输出端口8上。
为了方便使用，在面板25上安装有直流电源输出端口12，它可以向外输出机内的直流电源。
权利要求1.一种直升机动平衡仿真试验器，包括一个容纳试验器构件的箱体[24]、电源[17]、电路板、带插座电源开关[9]，其特征在于，(1)有一个由面板[25]、支板[19]和底板[23]连接构成的支架，支板[19]是4根由弹性钢板制成的、呈矩形分布的板条，每根支板[19]的上端与面板[25]的边缘连接，其下端与底板[23]的边缘连接，电源[17]和电路板固定在底板[23]上；(2)在面板[25]上安装着仿真旋转装置，它由旋翼仿真机构和尾桨仿真机构组成，旋翼仿真机构由大转盘[1]、大皮带轮[20]、转轴[21]、轴套[22]、配重[13]和磁传感器[15]组成，轴套[22]垂直地固定在面板[25]上，转轴[21]的上部有一圈环状凸起，将转轴[21]分为上下两段，转轴[21]的两端有螺纹，转轴[21]的下段插入并穿出轴套[22]，通过垫片和螺母与轴套[22]连接，转轴[21]的下段与轴套[22]在轴向和径向都保持适当的间隙，使转轴[21]可以灵活转动，大皮带轮[20]和大转盘[1]依次安装在转轴[21]的上段上，通过垫片和螺母固定在转轴[21]上，大皮带轮[20]和大转盘[1]通过螺钉连接，有2～6个带有螺纹的配重[13]，根据需要配置在大转盘[1]的圆周上，旋进相应的螺纹孔中，磁传感器[15]固定在大转盘[1]下面的面板上；尾桨仿真机构由调速电机[14]，小转盘[3]、传动带[2]、霍尔传感器[4]和振动传感器[16]组成，调速电机[14]固定在面板[25]的下面，其输出轴伸出到面板[25]的上方，小转盘[3]带有轴套，在轴套上有皮带槽，小转盘[3]通过轴套与调速电机[14]的输出轴连接，通过螺钉锁紧，传动带[2]套在大皮带轮[20]和小转盘[3]的皮带槽中，霍尔传感器[4]固定在小转盘[3]附近的面板上，振动传感器[16]固定在面板[25]下面、调速电机[14]的旁边；(3)在面板[25]上安装有智能转速表[5]，霍尔传感器[4]的输出端与智能转速表[5]的输入端连接；(4)在电路板上有放大器[18]，在面板[25]上安装有转速信号端口[6]和频闪信号端口[8]，磁传感器[15]的输出端与放大器[18]的输入端连接，放大器[18]的转速信号输出端与转速信号端口[6]连接，放大器[18]的频闪信号输出端与频闪信号端口[8]连接；(5)在面板[25]上安装有振动信号端口[7]，振动传感器[16]的输出端与振动信号端口[7]连接；(6)在面板[25]上安装有电机开关[10]和转速调节电位器[11]，在电路板上有转速调节电路。
2.根据权利要求1所述的仿真试验器，其特征在于，在面板[25]上安装有直流电源输出端口[12]。
专利摘要本实用新型属于仿真设备技术，涉及对直升机动平衡仿真试验器的改进。它包括箱体24、电源17、电路板，其特征在于，有一个由面板25、支板19和底板23连接构成的支架，在面板上有由旋翼仿真机构和尾桨仿真机构组成的仿真旋转装置，在面板上有智能转速表5、转速信号端口6和频闪信号端口8、振动信号端口7、电机开关10和转速调节电位器11。本试验器可以输出类似直升机真实工作情况下复杂振动信号，可以很方便的试验、检查、调整旋翼锥体和动平衡测量设备。
文档编号G01D21/02GK2630800SQ03264409
公开日2004年8月4日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者张建国, 姜昆, 薛伟松, 徐庆玉, 何俊芳, 侯秀波 申请人:哈尔滨飞机工业(集团)有限责任公司