一种自动检测和消除侧向力的飞机质心测量装置的制作方法

本发明涉及一种飞机质心测量装置，特别是一种飞机专用的千斤顶。

背景技术：

飞机质心测量多采用“三点支撑法”，常用方法有在飞机千斤顶上加装测力传感器以便获得“三点”的支反力，最后经过理论计算从而得出飞机质心。如果要想获知飞机在一定位姿下的质心信息，就要求该测量装置的不仅能够获知“三点”的支反力，而且要求测量装置能够协调运动改变物体的位姿。

实际中，由于加工误差、装配误差、操作误差、不可避免的摩擦力的存在和由于飞机受力情况改变而导致变形等，会导致千斤顶受到侧向力；该侧向力不仅影响测量精度和实验数据重复性，还对千斤顶的机械结构产生不良影响。当用千斤顶顶升飞机并使之到达一定位姿时，由于“三点”在水平面的投影点距离变化，千斤顶也会受到很大的侧向力。

目前在飞机维修和承重试验中常用的飞机千斤顶有机械式和液压式，在称重时通常会在伸出杆杆端面安装测力传感器。但是该类飞机千斤顶无法获知支撑点的多维受力情况，也不能根据受力情况调节支撑部件，因此也不能消除侧向力。当调整物体姿态时，需要数位人员重新布置安装；该类千斤顶之间无法协同运动，无法自动调整飞机准确到达一定位姿，并且这种方法依赖人员经验，没有实现操作和安全监控的自动化。

公开号为CN 105236292 A的中国专利提出的一种飞机千斤顶装置，解决了现有技术中存在的千斤顶高度较低、不方便折叠和收缩的技术问题。但是该飞机千斤顶不能获知千斤顶与飞机支点处的多维受力状况，也不能消除侧向力。公开号为CN 204038956U的中国专利提出的一种机械式飞机千斤顶，该装置将快速顶升机构的快速驱动机构和承载套筒的重载驱动机构相分离，使得快速顶升机构能够快速的达到目标位置，使得该机械式飞机千斤顶的上升时间能够大幅度缩短。但是该机械式飞机千斤顶的横向微位移机构没有抱闸装置，不够可靠。该装置也没有测力传感器，不能有效监测并消除侧向力，该发明涉及的千斤顶之间不能协调联动改变飞机位姿。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能自动调整飞机到达一定位姿、并能够自动检测和消除专用三角千斤顶所受到的侧向力的位姿可调的自动检测和消除侧向力的飞机质心测量装置。

发明的技术方案如下：

本发明包括三个结构相同的专用三角千斤顶和一个带万向轮的T型连接架，其中T型连接架与三个专用千斤顶的三角形底板相连，且其中两个专用千斤顶的导轨副移动方向共线，并与另一个专用千斤顶的导轨副移动方向垂直；每个专用三角千斤顶的顶端设有球顶螺杆，专用三角千斤顶通过球顶螺杆端部的球头与飞机的球窝相连；

所述专用三角千斤顶包括带有万向轮和调平地脚的三角底板、两组对称分布且相互平行的导轨副、三角滑台、梯形连接块、三个称重传感器、电机及减速器、梯形丝杠、丝母、两个轴承座、四个导轨锁、三角连接框、三个法兰式传感器压头、三个锁紧锥套、三个长支撑杆、三个短支撑杆、伺服顶升缸、防坠螺母、水平仪、测力传感器、球顶螺杆、控制柜；其中三角滑台底部通过两组对称分布且相互平行的导轨副与三角底板的板面相连，其中一组导轨设在靠T型连接架一侧的角上，另外一组的两个导轨分别设在另外两个角上，四个导轨锁通过其导轨接触面分别设在每个导轨副的导轨上，该导轨锁的上端面固连在三角滑台底部；加速器和电机设在三角底板其中的一个边上，丝母设在三角滑台底部，丝母与梯形丝杠相配合，其移动方向与导轨副移动方向相同，梯形丝杠两端各设有一个固连在三角底板上的轴承座，梯形丝杠的一端与其中一个轴承座连接，其另一端穿过另一个轴承座与减速器输出轴连接，减速器的输入轴与电机输出轴连接；三角滑台的三个角上各设有一个沉孔，沉孔内均设有一个称重传感器，三角连接框设在三角滑台上面，三角连接框的三个角是均设有一个通孔，该通孔与三角滑台的三个沉孔同轴，法兰式传感器压头穿过三角连接框的通孔，并通过其法兰与三角连接框固连，梯形连接块固定在三角滑台上，梯形连接块中心的通孔与法兰式传感器压头的圆柱间隙配合，锁紧锥套与梯形连接块的顶部通过螺纹连接，锁紧锥套的圆锥面与法兰式传感器压头锥面顶部贴合；伺服顶升缸位于三角滑台的中心且垂直于三角滑台的平面，伺服顶升缸的缸筒伸出端和底端各有三个均布的铰耳，该伸出端和底端的铰耳的朝向相同，三个长支撑杆的上端与伺服顶升缸缸筒伸出端的铰耳通过销轴连接，其下端在梯形连接块两侧通过销轴与三角连接框连接；三个短支撑杆的一端与伺服顶升缸缸筒底端的铰耳通过销轴连接，其另一端与长支撑杆中部的铰耳通过销轴连接；水平仪设在伺服顶升缸缸筒上；防坠螺母旋和在带有外梯形螺纹的伺服顶升缸伸出杆上；测力传感器底部与伺服顶升缸伸出杆顶端固连，球顶螺杆通过底部的螺纹与测力传感器的中心螺纹孔相连；控制柜设在靠外侧的三角滑台上。

所述伺服顶升缸采用两种结构方式：

第一种结构：伺服顶升缸为机械式伺服顶升缸，其包括缸筒、伸出杆、两个轴承、蜗轮、蜗杆、固定卡盖、手轮、L型减速器、主驱电机和位移传感器；所述L型减速器输入端轴与主驱电机输出轴连接，L型减速器的输出轴端的安装面与固定卡盖输入轴端的安装面固连，L型减速器的输出端轴与蜗杆的一端连接，蜗杆的另一端与手轮连接，蜗杆与蜗轮配合，蜗轮内孔的内梯形螺纹与伸出杆的外梯形螺纹配合，蜗轮上下端面通过轴承与缸筒和固定卡盖连接，蜗轮在轴承的支撑下和在蜗杆的驱动下，带动伸出杆旋出；该伸出杆底端带中心孔，孔内安装有位移传感器。

第二种结构：所述伺服顶升缸为带有位移传感器电液伺服顶升缸。

飞机作用在顶球螺杆的力经由专用三角千斤顶传递作用在安装于三角滑台的称重传感器上。当顶球螺杆仅收到竖直向下的力时，三个称重传感器实数示数相同。当顶球螺杆收到水平力时，三个承称重示数将不再相同，装置就可以根据示数的不同计算出侧向力的大小，再根据侧向力的大小联动微调专用三角千斤顶的水平移动，以减小侧向力到一定范围，再根据安装在专用三角千斤顶伸出杆端面上的测力传感器的结果得出飞机的质心信息。

本发明与现有的相关技术相比具有如下优点：

1、传感器可以敏感获知顶球螺杆所受到的水平侧向力情况，并能够检测侧向力并消除侧向力。

2、三个专用三角千斤顶可以协调联动，带载调整飞机位姿，方便测量飞机在不同位姿下的质心情况。

附图说明

图1为本发明的立体示意简图；

图2为本发明千斤顶的立体示意简图；

图3为实施例1的千斤顶传动结构示意简图；

图4为实施例1的千斤顶称重传感器剖视示意图；

图5为实施例2的千斤顶立体示意简图；

图6为实施例2的千斤顶传动结构示意简图。

图中：1.专用三角千斤顶、2.T型连接架、3.飞机、1-1.三角底板、1-1-1.调平地脚、1-1-2.万向轮、1-2.导轨副、1-3.三角滑台、1-4.梯形连接块1-5.称重传感器、1-6.电机及减速器、1-7.梯形丝杠、1-8.丝母、1-9.轴承座、1-10.导轨锁、1-11.三角连接框、1-12.法兰式传感器压头、1-13.锁紧锥套、1-14.长支撑杆、1-15.短支撑杆、1-16.伺服顶升缸、1-16-1.缸筒、1-16-2.伸出杆、1-16-3.轴承、1-16-4.蜗轮、1-16-5.蜗杆、1-16-6.固定卡盖、1-16-7.手轮、1-16-8.L型减速器、1-16-9.主驱电机、1-16-10.位移传感器、1-17.防坠螺母、1-18.水平仪、1-19.测力传感器、1-20.顶球螺杆、1-21.控制柜。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的自动检测和消除侧向力的位姿可调的飞机质心测量装置示意图中，T型连接架2为可收缩连接架，该T型连接架与三个专用千斤顶1的三角形底板相连，且其中两个专用千斤顶的导轨副移动方向共线，并与另一个专用千斤顶的导轨副移动方向垂直；每个专用三角千斤顶的顶端设有球顶螺杆，专用三角千斤顶通过球顶螺杆端部的球头与飞机3的球窝相连；

如图2、图3和图4所示，三角底板下设有万向轮1-1-2和调平地脚1-1-1，专用三角千斤顶中的三角滑台1-3底部通过两组对称分布且相互平行的导轨副1-2与三角底板1-1的板面连接，其中一组导轨设在靠T型连接架一侧的角上，另外一组的两个导轨分别设在另外两个角上，四个导轨锁1-10通过其导轨接触面分别设在每个导轨副的导轨上，该导轨锁的上端面固连在三角滑台底部；加速器及电机1-6设在三角底板其中的一个边上，丝母1-8设在三角滑台底部，丝母与梯形丝杠1-7相配合，其移动方向与导轨副移动方向相同，梯形丝杠两端各设有一个固连在三角底板上的轴承座1-9，梯形丝杠的一端与其中一个轴承座连接，其另一端穿过另一个轴承座与减速器输出轴连接，减速器的输入轴与电机输出轴连接；三角滑台的三个角上各设有一个沉孔，沉孔内均设有一个称重传感器1-5，三角连接框1-11设在三角滑台上面，三角连接框的三个角是均设有一个通孔，该通孔与三角滑台的三个沉孔同轴，法兰式传感器压头1-12穿过三角连接框的通孔，并通过其法兰与三角连接框固连，梯形连接块1-4固定在三角滑台上，梯形连接块中心的通孔与法兰式传感器压头的圆柱间隙配合，锁紧锥套1-13与梯形连接块的顶部通过螺纹连接，锁紧锥套的圆锥面与法兰式传感器压头锥面顶部贴合；电液伺服顶升缸1-16位于三角滑台的中心且垂直于三角滑台的平面，伺服顶升缸的缸筒伸出端和底端各有三个均布的铰耳，该伸出端和底端的铰耳的朝向相同，三个长支撑杆1-14的上端分别与伺服顶升缸缸筒1-16-1伸出端的铰耳通过销轴连接，其下端在梯形连接块两侧通过销轴与三角连接框连接；三个短支撑杆1-15的一端与伺服顶升缸缸筒底端的铰耳通过销轴连接，其另一端与长支撑杆中部的铰耳通过销轴连接；水平仪1-18设在伺服顶升缸缸筒上；防坠螺母1-17旋和在带有外梯形螺纹的伺服顶升缸伸出杆1-16-2上；测力传感器1-19底部与伺服顶升缸伸出杆顶端固连，球顶螺杆1-20通过底部的螺纹与测力传感器的中心螺纹孔相连；控制柜1-21设在靠外侧的三角滑台上。

实施例2

如图5、图6所示，伺服顶升缸为带位移传感器的机械式伺服顶升缸，其L型减速器1-16-8输入端轴与主驱电机1-16-9输出轴连接，L型减速器的输出轴端的安装面与固定卡盖1-16-6输入轴端的安装面固连，L型减速器的输出端轴与蜗杆1-16-5的一端连接，蜗杆的另一端与手轮1-16-7连接，蜗杆与蜗轮1-16-4配合，蜗轮内孔的内梯形螺纹与伸出杆1-16-2的外梯形螺纹配合，蜗轮上下端面通过轴承1-16-3与缸筒和固定卡盖连接，蜗轮在轴承的支撑下和在蜗杆的驱动下，带动伸出杆旋出；该伸出杆底端带中心孔，孔内安装有位移传感器1-16-10。

其它部件和连接方式与实施例1相同。