专利名称：支柱组件测试的制作方法
技术领域：
本发明涉及结合有减振支柱的组件的测试，尤其是结合有减振支柱 的转向轮组件的测试。
背景技术：
飞机起落架组件的前轮安装在减振支柱的端部且当飞机在地面上时 可转向。设置一自定心机构，用于在支柱处于延伸的空载状态时，尤其 是在起飞和着陆时，使轮保持处于直前状态，且该机构还用于在支柱縮 回/将飞机支撑在地面上时释放轮以进行转向。前轮起落架组件在研制过程中必须经受测试，以确保它们能承受在 操作中经受的扭矩和负载，且因此必须设置测试装置来模拟涉及的转向 扭矩。设置一扭矩致动器，其通过扭矩单元连接到起落架组件的下部以 对该组件施加转向扭矩。但是，在可向组件施加转向扭矩之前，必须收 回减振支柱以释放轮定心机构，从而可进行转向运动。这可利用绞盘使 支柱减压并使组件的下端升高来实现。然后，在支柱被重新加压之前安 装扭矩致动器并通过扭矩单元使该扭矩致动器连接到支柱的下端，从而 使该致动器处于操作加载状态。扭矩致动器然后能以所需的扭矩大小对 组件施加扭矩，以进行测试。本发明的目的在于提供一种用于测试飞机前轮起落架的改进了的方 法和设备。发明内容根据一个方面，本发明包括一种测试结合有减振支柱的轮组件，尤 其是可转向轮组件的方法，该方法包括设置一致动器；使所述组件的下端与所述致动器接合以使该致动器的线性作用线对齐成对支柱加载；以及操作所述致动器以对该支柱加载，该方法的特征在于，所述致动器为线性一旋转组合致动器并通过负载交联耦合件(load coupling)接合 所述组件，该负载交联耦合件包括与所述致动器和所述组件相关的相应 互锁形成部，用于从所述致动器向所述组件传递线性力和旋转力，所述 组件在以线性模式操作时使所述互锁形成部接合并压縮所述支柱，而在 以旋转模式操作时对所述组件施加扭矩。根据第二方面，本发明包括一种用于测试结合有减振支柱的轮组件 的测试系统，该系统包括致动器，该致动器可与所述组件的下端接合以 使该致动器的线性作用线与所述支柱的加载线对齐，该系统的特征在于， 所述致动器为线性一旋转组合致动器且在该致动器和所述组件之间设置 有负载交联耦合件，该负载交联耦合件包括与所述致动器和所述组件相 关的相应互锁形成部，用于从所述致动器向所述组件传递线性力和旋转 力，所述致动器的线性操作用于使所述互锁形成部接合并压縮所述支柱， 而所述致动器的旋转操作用于对所述组件施加扭矩。根据第三方面，本发明包括一种用于测试结合有减振支柱的组件的 设备，该设备包括可经由负载交联耦合件与所述组件接合以对所述支柱 加载的致动器，该设备的特征在于，所述致动器为线性一旋转组合致动 器且所述负载交联耦合件包括在所述致动器上的适于与在所述组件上的 第二部分接合的第一部分，这两个部分适于互锁并在所述致动器以线性 模式与所述组件接合时产生自调整作用。优选的是，所述两个互锁部分 中的一个包括锥形凹槽形成部，而所述两个互锁部分中的另一个包括可 接合在所述锥形凹槽形成部中的锥形突.起形成部。这种布置确保由所述 致动器的线性作用产生的轴向负载通过所述负载交联耦合件的这两个部 分的相互作用使所述致动器与被测试的组件成角度对齐。所述负载交联 耦合件在所述组件上的第二部分可为位于所述组件下端处的固定夹具或 者可被专门附连至所述组件的下端以进行测试。所述负载交联耦合件的 第二部分优选包括锥形凹槽形成部。所述致动器优选由反馈控制环控制。产生反馈负载信号的负载传感 器感测施加于可转向轮组件的线性垂直负载，产生反馈扭矩信号的扭矩传感器感测在转向过程中施加于所述组件的扭矩。优选的是，所述负载 传感器和所述扭矩传感器结合在位于所述致动器和所述负载交联耦合件 之间的传感器单元中。还可以在相应的线性反馈控制环和角位置反馈控 制环中设置线性位置传感器和角位置传感器。
如果所述组件结合有轮定心机构，则可通过反馈控制环中的负载传 感器或线性位置传感器感测用于转向模拟测试的机构的释放。
所述致动器的线性加载作用模拟前轮位于地面上时的垂直加载状 态，由位置或负载反馈控制对负载变化进行控制。致动器的旋转作用用 于对轮组件施加扭矩以模拟转向扭矩状态，由位置或扭矩反馈控制对扭 矩变化进行控制。通过将轮定位在直前状态下并使致动器縮回以减少负 载和使负载交联耦合件断开，来模拟飞行状态。前轮起落架然后能移动 以模拟飞行时轮组件的收藏。因此，所述测试系统能模拟轮组件的所有 操作状态，包括在跑道上滑行、起飞或着陆。可利用真实的飞机监测数 据来驱动致动器，或者可利用计算机生成的模拟进行测试。另外，所述 测试系统可用于测试不可转向的前轮，以确定其是否能承受旋转扭矩。
下面将参照附图以实施例的方式描述本发明，图中 图1是飞机前轮起落架在根据本发明的测试装置中的示意图； 图2是通过图1的线性一旋转组合致动器的剖视图； 图3是通过图1中的负载交联耦合件的剖视示意图；以及 图4是图1中的负载交联耦合件的进一步放大视图。
具体实施例方式
图1中示出了飞机的前轮起落架组件的一部分，该组件安装在测试 装置中。该组件包括结合有油压单元2的减振支柱1，该油压单元在其下 端设置有用于前轮4的轴安装件3。 一对调整连杆5安装在支柱1的外壳 与轴安装件3之间。线性一旋转组合致动器6安装在测试装置中位于支 柱1的下方，线性致动器8的活塞杆7与油压单元2和支柱1竖向轴对齐。致动器6还结合有在其下端的呈扭矩电机形式的旋转致动器9，用于 使活塞杆7旋转。图2中示出了致动器的内部结构，并示出了与汽缸ll 内的活塞10连接的活塞杆7，以及活塞杆7的下端与旋转致动器9的向 上伸出的驱动轴13之间的花键连接12。安装在汽缸11外侧的伺服控制 阀14控制液压流体通过端口 15和16朝向线性致动器8的流动；而安装 在旋转致动器9外侧的伺服控制阀17控制液压流体通过端口 18和19朝 向旋转致动器的流动。相应的反馈控制环如本文下面所述控制伺服控制 阀14、 17中的每一个。如图3所示，活塞杆7的上端设置有安装凸缘20，结合有负载传感 器22和扭矩传感器23的扭矩一负载组合单元21与该安装凸缘连接。该 单元21的上端与两部分式负载交联耦合件的一个部分24连接，该部分 与负载交联耦合件的连接到轴安装件3下侧的第二部分25互锁。负载交 联耦合件的两个部分24、 25在图1中示出为处于接合状态，但是应明白 这两个部分可以轴向分开。如图4中进一步示出，负载交联耦合件的与单元21连接的下部分 24具有向上延伸的突起26，该突起为径向延伸杆形式并具有向内逐渐变 细的侧壁27，且负载交联耦合件的上部分25具有凹槽28，该凹槽为径 向延伸的槽隙形式并具有与下部分24的壁27的形状相匹配的向下且向 外延伸的侧壁29。当线性致动器8操作以使组件的负载交联耦合件的第 一部分24和第二部分25接合并互锁时，这两个部分的相应壁27、 29相互接合并产生自调整作用。作用于所述组件的轴向负载和旋转扭矩通过 这些接合的壁27、 29被传递。单元21中的负载传感器22和扭矩传感器23连接在包括伺服控制阀 14和17的相应反馈控制环中。图1示出了包括负载传感器22的负载反 馈控制环，该负载传感器22产生被感测的负载信号，该信号与来自命令 单元30的负载命令信号Sm在加法器31中相结合而产生输出信号，该输 出信号在放大器32中被放大并作为反馈负载控制信号S^皮施加于伺服控 制阀14。扭矩反馈控制环虽未示出，但其与负载反馈控制环类似，其中 用扭矩传感器23代替负载传感器22，用扭矩命令单元代替负载命令单元30，用伺服控制阀17代替伺服控制阀14。在使用中，线性致动器8通过 单元21和负载交联耦合件24、 25对轮组件施加负载，且施加的负载由 来自负载传感器的负载反馈控制信号控制。同样，旋转致动器9通过单 元21和负载交联耦合件24、 25对轮组件施加旋转扭矩，且该扭矩由来 自扭矩传感器的扭矩反馈控制信号控制。轮组件包括自定心机构(未示出)，该机构可以为任何公知的形式， 例如为自定心凸轮，用于在减振支柱1和油压单元2处于用于着陆或起 飞的延伸状态时使轮保持处于直前状态。但是，当支柱1和油压单元2 在负载作用下縮回且轮与跑道接合时，自定心机构被释放从而使该机构 能旋转以进行转向。设置有位置传感器33，用于检测轮可转向时支柱1 和油压单元2的縮回位置。如图1所示，位置传感器33包括连接在致动 器6与从负载交联耦合件的下侧部分24径向延伸的臂34之间的LVDT装 置，该臂被轴向固定于所述下侧部分24但可相对于该部分自由旋转。来 自位置传感器33的输出信号被供应至伺服控制环，用于在测试过程中当 使轮组件轴向移动时控制致动器6。伺服控制环与负载和扭矩控制环类 似，但具有位置传感器33和位置命令单元。在一种简单的结构中，致动器6被控制以使线性致动器8操作而使 轴安装件3升髙到使轮定心机构被释放的位置，然后使轮保持处于该高 度，同时旋转致动器9对组件施加扭矩以模拟转向负载。线性致动器8 然后操作以使轮下降到与飞机的起飞状态相对应的轮锁定位置。还可能 的是，线性致动器8被控制成使轮上升到转向位置，然后改变施加于组 件的垂直负载以模拟在跑道上滑行时负载的变化。所述设备还包括为旋转电位计形式的角位置传感器35。如图1所示， 角位置传感器与扭矩致动器9的驱动轴13的下端连接。这产生角位置信 号，该信号用在伺服控制环中以根据角位置命令信号控制轮在测试中的 角位置。应明白，本发明使得前轮起落架的转向负载测试和垂直负载测试便 于进行，无需为转向负载测试和垂直负载测试中的每一个而重新配置测 试装置。因此，使得测试得以简化并加快。使用线性一旋转组合致动器6，10使用在致动器和轮组件之间的可分离的负载交联耦合件24、 25，以及使 用扭矩一负载组合单元21，均为本发明的在操作中带来显著益处的重要 特征。在本发明的可替换实施方式中，负载交联耦合件的上侧部分25可以 为轴安装件3的一体部分而不是需要被安装来进行测试的单独部件。本发明可应用于任何结合有需要縮回/加载以进行扭矩测试的减振 支柱的组件的测试。例如，汽车悬挂系统。
权利要求
1、一种测试结合有减振支柱(1)的轮组件的方法，该方法包括设置一致动器(6)；使所述组件(3)的下端与所述致动器(6)接合以使该致动器(6)的线性作用线对齐成对支柱(1)加载；以及操作所述致动器(6)以对该支柱(1)加载，该方法的特征在于，所述致动器(6)为线性-旋转组合致动器并通过负载交联耦合件接合所述组件，该负载交联耦合件包括与所述致动器(6)和所述组件(3)相关的相应互锁形成部(24，25)，用于从所述致动器(6)向所述组件(3)传递线性力和旋转力，所述组件在以线性模式操作时使所述互锁形成部(24，25)接合并压缩所述支柱(1)，而在以旋转模式操作时对所述组件施加扭矩。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述致动器(6)在以线性模 式操作时，将所述减振支柱加载到预定的释放水平，此时使轮保持处于 直前状态的轮定心机构被释放，从而使轮可转向。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述负载交联耦合件(24， 25)适于在所述致动器(6)以线性模式操作时，在所述互锁形成部(24， 25)接合时提供自调整作用。
4、 根据权利要求3所述的方法，其中所述互锁形成部(24， 25)包 括设置于所述组件或所述致动器中的一个上的锥形凹槽形成部(28)和 设置于所述组件或所述致动器中的另一个上的锥形突起形成部(26)，当 所述致动器以线性模式操作时，该锥形突起形成部(26)接合在所述锥 形凹槽形成部(28)中。
5、 根据前述任一权利要求所述的方法，其中设置第一传感器(22)， 用于检测所述致动器(6)对所述支柱(1)的加载，且其中由该第一传 感器产生的第一控制信号被用在负载反馈控制环中以控制所述致动器(6)在对所述支柱加载过程中的操作。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中所述第一传感器(22)为位置 传感器或负载传感器。
7、 根据前述任一权利要求所述的方法，其中设置第二传感器(23)，用于检测由所述致动器(6)施加至所述组件的转向扭矩，且其中由该第 二传感器(23)产生的第二控制信号用在扭矩反馈控制环中以控制所述 致动器(6)在对所述组件施加扭矩过程中的操作。
8、 根据权利要求7所述的方法，其中所述第二传感器(23)为位置 传感器或扭矩传感器。
9、 根据从属于权利要求5或6时的权利要求7或8所述的方法，其 中一负载一扭矩组合传感器(21)提供第一信号和第二信号并连接在所 述致动器(6)和所述组件(3)之间。
10、 根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述致动器(6)被控 制为针对支柱的负载和/或转向扭矩模拟所述轮组件的使用操作状态。
11、 根据前述任一权利要求所述的方法，该方法用于测试飞机的可 转向前轮。
12、 一种用于测试结合有减振支柱(1)的轮组件的测试系统，该系 统包括致动器(6)，该致动器可与所述组件(3)的下端接合以使该致动 器(6)的线性作用线与所述支柱的加载线对齐，该系统的特征在于，所 述致动器为线性一旋转组合致动器且在该致动器(6)和所述组件(3) 之间设置有负载交联耦合件，该负载交联耦合件包括与所述致动器(6) 和所述组件(3)相关的相应互锁形成部(24， 25)，用于从所述致动器(6)向所述组件(3)传递线性力和旋转力，所述致动器(6)的线性操 作用于使所述互锁形成部(24， 25)接合并压縮所述支柱(1)，而所述 致动器(6)的旋转操作用于对所述组件(3)施加扭矩。
13、 根据权利要求12所述的系统，其中所述负载交联耦合件(24， 25)适于在所述致动器以线性模式操作时，在所述互锁形成部接合时提 供自调整作用。
14、 根据权利要求13所述的系统，其中所述互锁形成部(24， 25) 包括设置于所述组件或所述致动器中的一个上的锥形凹槽形成部(28) 和设置于所述组件或所述致动器中的另一个上的锥形突起形成部(26)， 该锥形突起形成部(26)适于在所述致动器(6)操作以对所述支柱(1) 进行加载时接合在所述锥形凹槽形成部(28)中。
15、 根据权利要求14所述的系统，其中所述锥形凹槽形成部(28) 设置在所述组件(3)的下端上，所述锥形突起形成部(26)设置在所述 致动器(6)上。
16、 根据权利要求12至15中任一项所述的系统，其中所述负载交 联耦合件(24， 25)包括与所述组件(3)的下端连接的交联耦合件(25)。
17、 根据权利要求12至16中任一项所述的系统，其中设置第一传 感器(22)，用于检测由所述致动器(6)对所述支柱(1)的加载，且其 中由该第一传感器(22)产生的第一控制信号用在负载反馈控制环中以 控制所述致动器(6)在对所述支柱(1)加载过程中的操作。
18、 根据权利要求17所述的系统，其中所述第一传感器(22)为位 置传感器或负载传感器。
19、 根据权利要求12至18中任一项所述的系统，其中设置第二传 感器(23)，用于检测由所述致动器(6)引起的所述组件的转向，且其 中由该第二传感器(23)产生的第二控制信号用在扭矩反馈控制环中以 控制所述致动器(6)使所述组件(3)转向的操作。
20、 根据权利要求19所述的系统，其中所述第二传感器(23)为位 置传感器或扭矩传感器。
21、 根据从属于权利要求17或18时的权利要求19或20所述的系 统，其中一负载一扭矩组合传感器(21)提供第一信号和第二信号并连 接在所述致动器(6)和所述组件(3)之间。
22、 根据权利要求12至21中任一项所述的系统，其中所述致动器 (6)被控制为针对支柱的负载和/或转向扭矩模拟所述轮组件的使用操作状态。
23、 一种用于测试结合有减振支柱(1)的组件的设备，该设备包括 可经由负载交联耦合件(24， 25)与所述组件(3)接合以对所述支柱加 载的致动器(6)，该设备的特征在于，所述致动器(6)为线性一旋转组 合致动器且所述负载交联耦合件(24， 25)包括在所述致动器(6)上的 适于与在所述组件(3)上的第二部分(25)接合的第一部分(24)，这 两个部分适于互锁并在所述致动器(6)以线性模式与所述组件(3)接合时产生自调整作用。
24、 根据权利要求23所述的设备，其中所述负载交联耦合件(24， 25)适于在所述致动器(6)以旋转模式操作时向所述组件传递扭矩负载。
25、 根据权利要求23或24所述的设备，其中所述两个部分中的一 个包括锥形凹槽形成部(28)，所述两个部分中的另一个包括锥形突起形 成部(26)，该锥形突起形成部(26)可接合在所述锥形凹槽形成部(28) 中。
26、 根据权利要求25所述的设备，该设备包括用于产生控制所述致 动器的反馈信号的传感器(22， 23)。
27、 根据权利要求26所述的设备，其中所述传感器(22)包括负载 传感器。
28、 根据权利要求26或27所述的设备，其中所述传感器包括扭矩 传感器(23)。
29、 根据权利要求26至28中任一项所述的设备，其中所述传感器 (22， 23)包括位置传感器。
全文摘要
一种测试结合有减振支柱(1)的可转向轮组件(3，4)的方法，包括设置线性一旋转组合致动器(6)；使组件的下端与致动器接合以使致动器的线性作用线与支柱(1)的压缩线对齐；操作致动器(6)以压缩支柱(1)；以及以旋转方式操作致动器(6)以对组件施加转向扭矩。线性致动器(8)可经由负载交联耦合件(24，25)与组件接合以对支柱加载。负载交联耦合件包括在致动器(6)上的适于与在组件上的第二部分(25)接合的第一部分(24)，这两个部分适于在致动器与组件接合时提供自调整作用。优选的是，这两个部分中的一个包括锥形凹槽形成部(28)，而另一个包括可接合在锥形凹槽形成部(28)中的锥形突起形成部(26)。致动器优选由反馈控制环控制，一个环包括负载传感器，另一个环包括扭矩传感器，它们可结合在位于致动器(6)与负载交联耦合件(24，25)之间的传感器单元中。
文档编号G01M17/04GK101405589SQ200780009385
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月15日 优先权日2006年3月16日
发明者马丁·爱德华·琼斯 申请人:空中客车英国有限公司