一种飞机前轮操纵系统检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种飞机前轮操纵系统检测装置。

背景技术：

飞机前轮操纵系统是飞机机载设备的重要组成部分，其作用是利用液压系统提供的高压油液操纵前轮偏转，实现飞机的地面方向控制，以及当前轮出现摆振时提供减摆的液压阻尼，保证飞机滑行时的稳定性。据调查统计，全世界49.1% 的飞行事故发生在着陆阶段。因此，前轮操纵系统性能直接关系到飞行安全。

飞机前轮操纵系统主要由前轮操纵控制盒、控制律选择开关、操纵开关、指令传感器、组合控制阀、功能转换阀、前轮操纵作动筒、反馈传感器等组成。控制盒是前轮操纵系统的核心，用于完成前轮操纵部分输入的信息处理，从而实现对前轮的操纵转弯；并分别将其操纵状态及故障状态通过电信号传送给灯光控制计算机，通过状态显示灯和故障告警灯指示出来。控制律选择开关用于选择反馈信号和指令信号的匹配增益。操纵开关用于切换“转弯”和“减摆”两种状态。指令传感器将脚蹬的机械位移信号转换为电信号传输至控制盒。组合控制阀将电信号转换为液压信号，控制操纵作动筒液压油的流向，操纵前轮偏转。功能转换阀用于实现“转弯”和“减摆”的转换。前轮操纵作动筒用来推动前轮偏转，反馈传感器将前轮的偏转位置反馈到控制盒，监控计算机通过接口对控制盒的内部检测点进行故障监控。控制盒的输入有电压信号和开关量信号两类。电压信号来自指令传感器和反馈传感器；开关量包括操纵开关、控制律选择开关、前轮轮载开关、前起落架下位锁开关及内部检测点地址总线。控制盒的输出信号同样有电压信号和开关量信号两类。其中，电压信号为内部检测点的电压信号；开关量包括组合控制阀、功能转换阀的控制信号和传送给灯光控制计算机的状态信号。

技术实现要素：

本发明的目的是为了有效的分析飞机前轮操纵系统的性能，设计了一种飞机前轮操纵系统检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

飞机前轮操纵系统检测装置由控制模块、检测模块、输入输出模块以及人机交互模块等部分构成。利用数字滤波、光电隔离、电源隔离等技术解决了外界环境干扰问题。A/D、D/A、开关量输入采用高速光耦6N137进行隔离。

所述的控制模块以ARM7 微处理器LPC2292作为控制核心。

所述的输入输出模块通过4通道12位数模转换器DAC124S085加以调理电路来模拟指令传感器信号和反馈传感器的信号。

所述的检测模块通过16位模数转换器AD7706来测量控制盒内检测点电压信号。

所述的人机交互模块的触摸屏控制芯片采用ADS7843，语音播报采用VS1003MP3解码芯片，射频采用北欧集成电路公司(NORDIC)的nRF24E1低功耗系统级RF芯片。

本发明的有益效果是：

基于LPC2292微处理器和μC/OS-Ⅱ操作系统的前轮操纵系统检测装置，与原有的检测仪相比，体积小，便携性强，可靠性高，实时性好，功能更全面，拥有人性化的交互界面，操作简便。测试结果表明，该装置自动化程度高，可全面测试，也可选择性测试，缩短了飞机维护时间，提高了维护效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是检测装置组成。

图2是传感器信号模拟电路原理。

图3是软件体系结构。

具体实施方式

如图1所示，飞机前轮操纵系统检测装置由控制模块、检测模块、输入输出模块以及人机交互模块等部分构成。以ARM7 微处理器LPC2292作为控制核心；通过4通道12位数模转换器DAC124S085加以调理电路来模拟指令传感器信号和反馈传感器的信号；16位模数转换器AD7706来测量控制盒内检测点电压信号；人机交互模块的触摸屏控制芯片采用ADS7843，语音播报采用VS1003MP3解码芯片，射频采用北欧集成电路公司(NORDIC)的nRF24E1低功耗系统级RF芯片；利用数字滤波、光电隔离、电源隔离等技术解决了外界环境干扰问题；A/D、D/A、开关量输入采用高速光耦6N137进行隔离。LPC2292是NXP 公司研制的ARM7TDMI内核的32位微处理器，RISC结构，低功耗，主频可达60MHz， 有16kB的内部RAM， 256kB的内部FLASH 。除此之外，外扩了2MB的NORFlash芯片SST39VF1601。片内Flash用来存放引导程序和硬件驱动程序，这使得程序运行速度更快；NORFlash芯片主要用来存放操作系统、用户应用程序、文件系统、图形界面和MP3语音文件。控制盒向监控计算机提供检测信号、工作状态信号。当操纵系统出现故障时，控制盒内的模拟BIT(build-in-test)电路使其自动转向减摆状态，并对故障进行隔离。当飞机转为减摆状态时，操纵系统给飞机前轮提供液压阻尼。检测电路由BIT 电路和接口电路组成。其中接口电路包括地址码接口、多路转接器、电压/ 电流(V/I)转换器、采样电路、启动BIT接口。在控制盒内电路主通道中设置了8个检测点进行故障监控。各检测点电压信号按检测装置提供的地址码经控制盒内多路转接器、V/I转换器传给检测装置，从而判断故障。检测装置选用了AD公司的16位模数转换器AD7706，电压基准芯片REF2925 为其提供2.5 V的参考电压。当电流流经取样电阻时便产生了电压，通过测量该电压就可得知电流的大小。语音播报的设计思想是将事先录制好的“零”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“点”、“伏”、“不”、“合”、“格”共16个汉字的语音文件转换成MP3 文件格式，并保存在NORFlash中，控制模块根据每次检测的结果和用户的选择来播放相应的MP3文件。MP3解码芯片通过SPI接口与微处理器连接。微处理器先读取MP3文件到RAM中，然后按照每次32个字节发送给VS1003完成解码。VS1003内带D/A转化功能，能将解码出来的PCM(Pulse-code modulation，脉冲编码调制)数据流转化成音频模拟信号，送给扬声器或耳机，完成播报。

如图2所示，指令传感器、反馈传感器的功用是将机械位移转换成电压信号，并且该信号能够与机械运动成正比，其工作原理类似于滑动变阻器。前轮操纵系统的指令传感器和反馈传感器输出的电压范围为±28V。系统采用DAC124S085和INA128用以产生-4~4V 的电压，然后利用比例电路将这个电压放大至-28~28V。数模转换器的A、B通道用来模拟指令传感器的信号，C、D通道用来模拟反馈传感器的信号，2个电路原理完全相同。DAC124S085为TI公司出品的12位4通道数模转换器，INA128为BB公司生产的仪表放大器。DAC124S085通过SPI总线( 引脚8和10 ) 与LPC2292通信，输出通道A与INA128的正输入端相连，输出通道B与其负输入端相连。调整RG使得INA128的放大倍数为4。当通道A输出0~2V的电压时，INA128的输出端(引脚6就可输出-4~4V的电压。

如图3所示，系统软件是建立在ARM微处理器的硬件平台和μC/OS- Ⅱ的操作系统平台的基础之上，嵌入式系统软件结构一般包含4个层面:设备驱动层、实时操作系统RTOS、应用程序接口层、实际应用程序层。μC/OS-Ⅱ操作系统和硬件驱动程序处于整个软件体系的最底层，操作系统主要负责任务调度和任务间的通信，硬件驱动程序主要是为应用程序提供直接访问硬件的编程接口。μC/FS文件系统向应用程序提供访问FAT格式存储介质的编程接口，它的内部包含了存储介质的驱动程序。μC/GUI图形用户界面是一组用于显示图形界面的程序集，它向应用程序提供了必需的描绘图形界面的功能函数，它的内部包含了液晶模块和触摸屏的驱动程序。μC/FS和μC/GUI 也同样得到了μC/OS-Ⅱ支持，使他们可以运行在多任务环境下。μC/OS-Ⅱ的移植和μC/FS、μC/GUI的实现为用户应用程序建立起了一个良好的软件平台，应用程序将利用这个平台实现整个系统的全部功能。由于采用了操作系统，应用程序的工作量大大减少。应用程序需要做的就是将系统的功能划分成不同的模块，然后建立起相应的任务并且定义任务之间的协调与通信。