飞机舵面摆角测量装置的制作方法

本公开属于飞行器技术领域，尤其涉及一种飞机舵面摆角测量装置。

背景技术：

随着航空技术的发展，固定翼飞机的种类和数量越来越多。在制造飞机时，需要准确测量舵面相对于机翼的摆动角度。

相关技术中使用的飞机舵面角度测量仪，包括液晶显示单元及夹具，液晶显示单元外部通过导线与夹具连接，所述夹具内部装有双轴倾角传感器，此夹具后端设置一用于使其夹紧飞机舵面的调节旋钮。

然而，飞机舵面角度测量仪组成模块数量众多，在使用时还需要有供电设备进行配合，限制了其应用范围；其集成度高，对操作人员的技术水平要求高，不适宜大规模推广应用。

需要说明的是，在上述背景技术部分实用新型的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种飞机舵面摆角测量装置，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。

为实现上述实用新型目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种飞机舵面摆角测量装置，用于测量机翼与其上的舵面间的摆角，所述飞机舵面摆角测量装置包括：

第一连接件，设置有第一卡槽；

第二连接件，设置有第二卡槽；

指针，设于所述第一连接件；

刻度盘，设于所述第二连接件且设置有多个刻度；

在所述第一卡槽卡接于所述机翼且所述第二卡槽卡接于所述舵面时，或者在所述第一卡槽卡接于所述舵面且所述第二卡槽卡接于所述机翼时，随着所述舵面的摆动，所述指针能指示所述刻度盘上的不同所述刻度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一卡槽的槽壁与所述机翼的表面或所述舵面的表面匹配。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二卡槽的槽壁与所述机翼的表面或所述舵面的表面匹配。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一卡槽的槽壁上粘结有毛毡、橡胶垫或硅胶垫；和/或所述第二卡槽的槽壁上粘结有毛毡、橡胶垫或硅胶垫。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一卡槽的槽壁设有防滑条纹或防滑突起；和/或所述第二卡槽的槽壁设有防滑条纹或防滑突起。

在本公开的一种示例性实施例中，所述刻度呈弧形分布。

在本公开的一种示例性实施例中，所述刻度盘上设置至少一个减重孔。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一连接件与所述指针是一体式结构；和/或所述第二连接件与所述刻度盘是一体式结构。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一连接件与所述指针可拆卸连接；和/或所述第二连接件与所述刻度盘可拆卸连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一连接件设置一插槽，所述指针设置一插入件；所述插入件插入所述插槽中。

本公开提供的飞机舵面摆角测量装置，第一卡槽能够卡接于机翼或者卡接于舵面上，第二卡槽能够卡接于机翼或者卡接于舵面上，可将第一连接件和第二连接件分别安装在机翼和舵面上，在舵面转动时，可带动指针和刻度盘相对转动，根据指针指示的刻度可确定舵面的摆角。可在不采用电子器件的情况下，测量摆角，避免电子器件的温度漂移和时间漂移对测量精度造成的影响；同时，可免于接入电源，可简化结构，节省能源，并扩大了应用范围。此外，在测量时，只需将第一连接件和第二连接件分别安装在机翼和舵面即可，操作方便。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施方式的飞机舵面摆角测量装置结构示意图。

图2为本公开实施方式中的一种指针的结构侧视示意图。

图3为本公开实施方式中一种飞机舵面摆角测量装置的工作状态图。

附图标记：

1、第一连接件；11、第一卡槽；2、第二连接件；21、第二卡槽；3、指针；31、连接柱；4、刻度盘；41、刻度；5、舵面；6、机翼。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

舵面用于调控飞机的飞行方向，其安装不合格将对飞机的飞行方向将产生不利影响。因此，在舵面安装过程中，一般需要对舵面摆角进行测量。

在相关技术中，飞机舵面角度测量中使用一种数字化的飞机舵面角度测量仪，该数字化的飞机舵面角度测量仪包括液晶显示单元及夹具，液晶显示单元外部通过导线与夹具连接，夹具内部装有双轴倾角传感器，此夹具后端设置一用于使其夹紧飞机舵面的调节旋钮。该数字化的飞机舵面角度测量仪，采用了大量的电子元器件和传感器，很容易受到电子元器件和传感器的温度漂移和时间漂移的影响。时间漂移(简称时漂)指的是对传感器系统而言，随着时间的增加，相当于对系统进行老化处理，这样，系统的结构特征就要发生变化，从而产生漂移。不仅如此，该数字化的飞机舵面角度测量仪构成模块的数量较多，结构复杂，在应用时需要配备供电电源设备；其具有很高的集成度，不仅成本高，而且对操作人员的技术水平要求高，不利于大规模推广。

本公开提供了一种飞机舵面摆角测量装置，用于测量机翼6与安装在该机翼6上的舵面5间的摆角，飞机包括但不限于有人驾驶或无人驾驶的固定翼飞机。该飞机的机翼6上设置舵面5，舵面5用于调整飞机的飞行姿态。该飞机的舵面5可以通过转轴连接到机翼6上，也可以通过其他方式连接到机翼6上。在本公开的实施方式中，机翼6不仅可以是指位于机身两侧提供升力的结构，还可以是指飞机的尾翼，包括但不限于水平尾翼和垂直尾翼。舵面5包括但不限于飞机的副翼、方向舵和升降舵。

如图1和图3所示，该飞机舵面摆角测量装置可以包括第一连接件1、第二连接件2、指针3和刻度盘4，其中：

第一连接件1设置有第一卡槽，能与机翼6或舵面5可拆卸的连接；第二连接件2设置有第二卡槽21，能与机翼6或舵面5可拆卸的连接；指针3设于第一连接件1；刻度盘4设于第二连接件2且设置有多个刻度41；

在第一卡槽11卡接于机翼6且第二卡槽21卡接于舵面5时，或者在第一卡槽11卡接于舵面5且第二卡槽21卡接于机翼6时，随着舵面5的摆动，指针3能指示刻度盘4上的不同刻度41。

本公开提供的飞机舵面摆角测量装置，可将第一连接件1和第二连接件2分别安装在机翼6和舵面5上，在舵面5转动时，可带动指针3和刻度盘4相对转动，根据指针3指示的刻度41可确定舵面5的摆角。可在不采用电子器件的情况下，测量摆角，避免电子器件的温度漂移和时间漂移对测量精度造成的影响；同时，可免于接入电源，可简化结构，节省能源，并扩大了应用范围。此外，在测量时，只需将第一连接件1和第二连接件2分别安装在机翼6和舵面5即可，操作方便，对操作人员的技术水平要求低，便于推广应用；操作人员可以直接根据指针3和刻度盘4确定摆角，将摆角角度图形化、直观化的展示出来。另外，在测量操作过程中调整舵面5时，舵面5调整一结束就可以直接读取刻度盘4上的刻度41，无需等待，提高了测量效率。

下面对本公开实施方式的飞机舵面摆角测量装置的各部分进行详细说明：

本公开实施方式提供的飞机舵面摆角测量装置中，第一卡槽11能与机翼6和舵面5中的一个卡接，第二卡槽21能与机翼6和舵面5中的另一个卡接。如此，第一连接件1能与机翼6和舵面5中的一个可拆卸连接，第二连接件2能与机翼6和舵面5中的另一个可拆卸连接，如此保证指针3和刻度盘4中的一个固定在机翼6上，另一个固定在舵面5上，达成相互配合指示舵面5摆角的技术目的。在本公开实施方式中，尽管在进行测量操作时，两个连接件分别连接在机翼6和舵面5上，但是单一某一个连接件可以设计为能够与机翼6和舵面5均能连接的结构；举例而言，在本公开的其他实施方式中，第一卡槽11能能卡接于舵面5和机翼6上，第二卡槽21能能卡接于舵面5和机翼6上。

如图1和图3所示，在一种实施方式中，为了提高第一连接件1与机翼6或舵面5的卡合的结合强度和定位的准确性，第一卡槽11的槽壁可以与机翼6的表面或舵面5的表面匹配。在应用时，可以通过直接将第一连接件1的第一卡槽11插入机翼6或舵面5上实现卡合，操作简单便利，能够提高操作效率。同样的，为了提高操作的便利性和卡合的准确性，第二卡槽21的槽壁也可以与机翼6的表面或舵面5的表面匹配。

举例而言，第一连接件1和第二连接件2可以通过3D打印技术制备出来，且第一卡槽11和第二卡槽21的槽壁与相配合的机翼6或舵面5的外表面相匹配，当机翼6和舵面5经过上漆等步骤后，其尺寸会略微大于原尺寸，则第一卡槽11和第二卡槽21与机翼6或舵面5配合时将形成略微过盈的配合，实现可拆卸地连接。尽管本实施方式中例举的第一连接件1和第二连接件2具有相类似的结构，但是技术人员应当知晓，第一连接件1和第二连接件2完全可以设计为不同的结构以便通过不同的方式连接到机翼6或舵面5上，例如第一连接件1通过卡槽连接到机翼6上，第二连接件2通过夹持件连接到舵面5上。

第一卡槽11可以设计为能够卡合在舵面5端部区域的后缘或机翼6后缘的端部区域的结构；其中，该舵面5端部区域指的是舵面5的端部及者靠近该端部的区域，该端部一般为舵面5的远离机身的端部，例如可以是靠近翼尖的舵面5端部或者靠近竖直尾翼顶端的端部；机翼6后缘的端部位于机翼6的后缘且靠近舵面5，端部区域指的是端部以及靠近端部的区域，该机翼6后缘的端部一般为翼尖靠近机身的一端，例如可以是机翼6的翼尖后缘的内侧端部和尾翼的翼尖的下侧端部。同时，第二卡槽21可以设计为能够卡合在舵面5端部区域的后缘或机翼6后缘的端部区域的结构。这样设计将使得第一连接件1和第二连接件2安装在相邻的位置，便于指针3与刻度盘4的配合。第一连接件1和第二连接件2可以设计为相同或类似的结构，也可以设计为不同的结构。

在本公开的其他实施方式中，第一卡槽11的槽壁上可以设置有缓冲件，以便保护机翼或舵面。缓冲件可以采用毛毡、橡胶垫、硅胶垫等，本公开实施方式不在此一一列举。同样的，为了保护机翼或舵面，第二卡槽21的槽壁上也可以设置有缓冲件。

在本公开的其他实施方式中，第一卡槽11的槽壁上设有防滑件，以便维持第一连接件与机翼或舵面连接的稳定性，避免测量操作中第一连接件与机翼或舵面发生滑动。防滑件可以为防滑条纹或者防滑突起等，本公开实施方式不在此一一列举。同样的，为了维持第二连接件与机翼或舵面连接的稳定性，第二卡槽21的槽壁上也可以设置防滑件。

如图1和图3所示，在一种实施方式中，指针3的形状可以是多种形式的，例如可以是具有一定弧度的弯针，可以是呈钩状的指针3，也可以采用直线形状的指针3等，本公开实施方式对此不一一列举。举例而言，如图1和图2所示，本公开实施方式中的指针3可以是直线结构，指针3的延长线通过舵面5的转动轴线。如此设计，则指针3相对于机翼6或舵面5改变的角度即为舵面5相对于机翼6的摆动角度。

指针3可以通过可拆卸地方式与第一连接件1连接。如此，当第一连接件1在使用过程中发生了磨损、变形等需要报废或修复的情形时，可以直接更换第一连接件1。举例而言，可以在第一连接件1上设置插槽，如一字型插槽等，将指针3的末端直接插入该插槽中，或者在指针3末端设置一插入件，将插入件插入到该插槽中。如图2所示，在指针3的末端设置一个垂直于指针3延伸方向的连接柱31，在第一连接件1的侧面设置一个与连接柱31配合的槽孔，在组装时，将连接柱31直接插入到该槽孔中实现指针3与第一连接件1的牢固连接。其中，连接柱31和槽孔的截面可以是圆形或非圆形，在配合时，还可以加入胶水等粘结剂使得连接更为牢靠。

在本公开的其他实施方式中，指针3与第一连接件1可以是一体式结构，例如通过3D增材打印技术直接制备出包含指针3和第一连接件1的零件，如此可以便于本公开提供的飞机舵面摆角测量装置的装配。举例而言，如果设计的飞机舵面摆角测量装置需要将指针3固定到舵面5的后缘的外侧端部，则根据舵面5的后缘的外侧端部的外表面构建零件模型；该零件包括第一连接件1和指针3两部分，且第一连接件1部分具有第一卡槽11，第一卡槽11的槽壁与舵面5的后缘的外侧端部的外表面匹配；根据构建的零件模型，利用3D打印技术，直接打印出同时具有指针3和第一连接件1的零件。

如图1所示，在一种实施方式中，刻度盘4可以为扇形，当第二连接件2固定在机翼6或舵面5上时，扇形对应的圆心在舵面5的转动轴线上。采用扇形的刻度盘4可以减少刻度盘4上的棱角等，避免操作人员在操作中受伤；相对于方形，刻度盘4采用扇形可以去除不设置刻度41的边角，降低刻度盘4的重量和节省刻度盘4的材料，便于飞机舵面摆角测量装置的操作和降低飞机舵面摆角测量装置的材料成本。

刻度盘4可以设置至少一个减重孔，以便减轻刻度盘4的重量。减重孔的形状可以是多样的，例如在图1中，该减重孔可以为扇形。当然，本领域技术人员可以通过其他技术手段达成类似的效果，如采用更薄地刻度盘4、选择具有良好硬度和耐磨性能的塑料材料等，这些均应被认为属于本实施方式公开的范围。对采用何种手段降低刻度盘4的重量，在本公开的实施方式中不做特殊的限定。

刻度盘4可以通过可拆卸地方式与第二连接件2连接。如此，当第二连接件2在使用过程中发生了磨损、变形等需要报废或修复的情形时，可以直接更换第二连接件2。

在本公开的其他实施方式中，刻度盘4与第二连接件2可以是一体式结构，以便本公开提供的飞机舵面摆角测量装置的装配，例如通过3D增材打印技术直接制备出包含刻度盘4和第二连接件2的零件，或者将刻度盘4与第二连接件2通过焊接等方式固定连接。举例而言，如果设计的飞机舵面摆角测量装置需要将显示盘固定到机翼6后缘的端部区域，则根据机翼6后缘的端部区域的外表面构建零件模型，该零件包括第二连接件2和刻度盘4两部分，且第二连接件2部分具有第二卡槽21，第二卡槽21的槽壁与机翼6后缘的端部区域的外表面匹配；根据该零件模型3D打印出同时具有刻度盘4与第二连接件2的零件。

如图1所示，在一种实施方式中，刻度盘4上设有多个刻度41，根据指针3指示的刻度41，可确定舵面5相对于机翼的摆角。

刻度41的形状可以是多样的，可以采用凹槽结构、凸起结构或者在刻度盘4上涂布的平面结构。举例而言，凹槽结构包括但不限于狭缝槽、划线、凹点、狭长通孔、小孔等，凸起结构包括但不限于狭长突起、点状突起等，在刻度盘4上涂布的平面结构包括但不限于通过油漆、涂料等在刻度盘4上涂布形成的线或点以及贴附到刻度盘4上的带有刻度41的贴膜等。本实施方式对刻度41的形状不做特殊的限定。

根据指针3所指示的某一刻度41，操作人员可以按照一定规则变换或者查表等方式从该刻度41获得舵面5相对于机翼6的摆动角度。举例而言，为了便于操作人员的操作和提高测量效率，刻度41可以呈弧形分布，分布的曲率中心位于舵面5的转动轴线(即刻度以舵面5的转动轴线为中心呈弧形分布)，则指针3所指示的刻度41的刻度值即为舵面5相对于机翼6的摆动角度。

在本公开的其他实施方式中，刻度41还可以设计为其他形式。举例而言，该刻度41呈弧形分布，但是弧形分布的曲率中心不在舵面5的转动轴线上，而是位于舵面5的转动轴线与刻度41之间，但是每个刻度线的延伸方向均指向舵面5的转动轴线且每个刻度值均经过现有检测方法的校正，该刻度值为相应的刻度线相对于零刻度的刻度线的偏转角度；相较于以舵面5的转动轴线为曲率中心分布刻度41的方式，该种刻度41分布方式能够以较小的宽度显示更大的角度，便于减小刻度盘4的尺寸。

在本公开的其他实施方式中，刻度41还可以呈直线排布，每个刻度41均设计为点状且其刻度值经过现有检测方法校正。对于刻度41的排布方式，本公开实施方式不在此一一列举，也不做特殊的限定。零刻度可以通过采用常规的方法进行设置，一般为了便于表述舵面5的摆动方向，可以将零刻度设置在刻度41分布的中间，并使得当舵面5相对于机翼6不摆动时，指针3指向零刻度。

刻度盘4可以在两侧均设置刻度41。如此，可以将指针3设置在刻度盘4的任意一侧而不影响测试人员读取刻度。还可以将指针3设计为长度超出刻度盘4的外侧边缘，如此可以在显示盘的任一一侧读取刻度盘4上的刻度41。

本实施方式提供的飞机舵面摆角测量装置应用于飞机舵面5摆动角度的测量。如下以一种操作的具体实施方式对飞机舵面5摆动角度的测量方法进行示例性说明。

举例而言，本公开实施方式的其中一种飞机舵面摆角测量装置，其第一连接件1和指针3可拆卸地连接，第二连接件2和刻度盘4是一体式结构，第一连接件1能与舵面5连接，第二连接件2能与机翼6连接。该飞机舵面摆角测量装置可以通过多种方式安装到相应的飞机部位上，涉及第二连接件2连接到机翼6上、第一连接件1连接到舵面5上、指针3连接到第一连接件1上等三个步骤，本实施方式对这三个步骤的先后顺序不做特殊的限定，操作人员可以根据自己的习惯或操作流程要求进行操作。

举例而言，可以采用如下一种安装流程：先将第二连接件2放在机翼6的后缘的端部处，然后向机翼6前缘方向插入，直到第二卡槽21开口部分与机翼6的后缘的端部的后缘靠紧；然后，将指针3的连接柱31插入第一连接件1的槽孔中，实现牢固固定。最后，将第一连接件1的第二卡槽21开口部分插入到舵面5的后缘端部，且与第一连接件1相邻，向机翼6前缘方向插入直至第二卡槽21开口部分与舵面5的后缘靠紧。

在将飞机舵面摆角测量装置安装到位后，操作人员从刻度盘4上读取指针3指示的刻度41，确定舵面5的摆角。

利用该飞机舵面摆角测量装置，可以校准飞机舵面的安装。如下以一个具体实施方式对如何校准舵面安装进行解释和说明。

举例而言，使指针3指向角度显示盘11中的0°刻度线(零刻度)，并观察此时的舵面5的后缘的端部是否与机翼6的后缘的端部在一个平面内，如果在一个平面内，则表示舵面5安装位置合适；如果不在一个平面内，需调整待测舵面5在机翼6上的安装位置，来实现在一个水平面内的要求。

当上述步骤完成后，舵面5摆角0°位置已经确定，之后可以让舵机拉杆带动舵面5上下移动到极限位置，并分别记录上、下极限位置时的角度指示摆针对应角度。

无人机在应用时机翼6一般都是对称使用的，当一侧机翼6的舵面5校对0°位置与上、下极限位置对应角度确定后，对称的另一侧机翼6的舵面5的0°校对以及上、下极限位置角度测量也按照上述方法和步骤进行。

在使用过程中，如果测量的对称舵面5是机翼6的副翼部分，则需要左机翼的副翼的上极限位置与右机翼的下极限位置的角度相等；反之左机翼的副翼的下极限位置与右机翼的上极限位置的角度相等。

在使用过程中，如果测量的对称舵面5是机翼6的尾翼部分，则需要左、右尾翼的上极限位置对应的角度都相等，左、右尾翼的下极限位置对应的角度都相等，而且左右尾翼的0°位置也在一个平面内同时满足与尾翼的翼尖部分平面在同一平面内。

在使用过程中，当测量校对单垂尾的活动舵面5，则只需校对0°位置舵面5后缘平面与机翼6的后缘的端部平面在同一平面内，垂尾的最左侧的极限位置角度与最右侧的极限位置角度大小相等，位置对称即可认为完成测量和校对。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。