带行程采集器的飞机起落装置及包括其的飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及飞机起落装置设计领域，特别涉及带行程采集器的飞机起落装置及包括其的飞行器。


背景技术：

2.在现有技术中，民用飞机起落架支柱的基本构成包括外筒、活塞杆、缓冲器和扭力臂。在飞机起降、滑行和停机状态下缓冲器被压缩吸收能量，并提供阻尼。在飞机起飞轮胎离地后，起落架处于全伸长状态。特定构型的缓冲器有唯一的静压曲线，在特定工况下有着唯一的功量图。监测缓冲器行程的变化量和速度及腔内压力可计算出缓冲器的真实性能，进而判断缓冲器的健康状况。
3.在飞机航线运营中，起落架难免会有油液或气体泄漏，这就需要航前目视检查及定时勤务。液压或气体的泄露会改变缓冲器真实的行程-载荷曲线，偏离理论曲线。通常通过实时监测缓冲器行程和载荷关系并与理论曲线作对比可判断缓冲器的性能状况。
4.飞机在低温运营时由于缓冲器内部的油液和气体体积缩小，飞机在着陆或地面滑行时，或起落架有油液或气体泄露时，可能发生缓冲器触底的现象，缓冲器触底极有可能造成缓冲器内部结构的损伤，进而影响飞机安全。飞机运营过程中，通过实时监测缓冲器行程，可以精准地记录缓冲器触底现象的发生，为地面维护人员提供可靠的缓冲器触底判据。
5.此外，在飞机运营过程中可能会发生重着陆的情况，即着陆瞬间垂直加速度≥2g(飞机转载的qar系统指示)或着陆前下降率瞬间极大超过该机给定的限制值。记录起落架行程的位移-时间参数，计算出缓冲器压缩初期的速度和加速度，可以作为判断飞机是否重着陆的辅助依据。
6.起落架系统需向飞控系统、环控系统、航电系统等其他飞机系统提供轮载信号，由此指示飞机处于“在地”状态或“在空”状态。轮载信号的产生往往是通过监测起落架缓冲器的行程获得。例如，当监测到起落架处于全伸长状态时，发出“在空”的信号；当监测到起落架压缩到特定位置时，发出“在地”的信号。
7.在飞机试飞阶段需要实时监测起落架缓冲器的行程，目前飞机的试飞改装通常采用拉线式的行程传感器收集缓冲器行程数据。
8.同样，目前的飞机在运营中没有监测缓冲器实时行程的装置。
9.图1为现有技术中前起落架轮载信号装置的结构示意图。图2为现有技术中主起落架轮载信号装置的结构示意图。
10.如图1和图2所示，目前飞机常用的轮载信号装置是基于接近传感器的开关装置，传感器和标靶分别与起落架外筒或扭力臂联动，二者的相对位置关系与缓冲器行程对应，典型结构如图1和图2所示。
11.接近传感器10固定连接在起落架外筒30上，标靶20直接连接在上扭力臂40(见图2)或通过驱动机构50间接与上扭力臂40相连(见图1)。其工作原理为：起落架缓冲器压缩时上扭力臂40向上转动，上扭力臂40直接或通过驱动机构间接驱动标靶20转动远离接近传感
器10。当接近传感器10与标靶20的距离达到一定尺寸时，触发传感器信号发生变化并将信号传递到控制系统。该信号触发逻辑类似开关，只能当缓冲器行程达到一定尺寸时才有信号变化，无法感知缓冲器的实时行程。
12.有鉴于此，本技术发明人设计了一种带行程采集器的飞机起落装置及包括其的飞行器，以期克服上述技术问题。


技术实现要素：

13.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中飞机起落装置无法实现实时监测起落架缓冲器行程的缺陷，提供一种带行程采集器的飞机起落装置及包括其的飞行器。
14.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
15.一种带行程采集器的飞机起落装置，其特点在于，所述带行程采集器的飞机起落装置包括外筒组件、上扭力臂、转动轴和至少一个旋转式的角度传感器，所述上扭力臂的一端部通过所述转动轴与所述外筒组件的一侧端部转动连接，且所述上扭力臂的一端部与所述转动轴之间相互固定连接，所述角度传感器的传动轴与所述转动轴固定连接，使得所述角度传感器的传动轴与所述转动轴共线。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述外筒组件的一侧端部设置有一对向外延伸的第一安装部，所述第一安装部上开设有第一安装孔，所述上扭力臂的一端部为一对设置有第二安装孔的第二安装部，所述第一安装孔与所述第二安装孔对应，所述转动轴的两端分别穿设在对应的所述第一安装孔和所述第二安装孔内，使得所述上扭力臂相对所述外筒组件转动。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述第二安装部和所述转动轴之间固定连接。
18.根据本实用新型的一个实施例，所述第二安装部的第二安装孔内设置有衬套，所述衬套沿所述第二安装孔内壁向外延伸凸出，所述衬套通过固定件与所述转动轴固定连接。
19.根据本实用新型的一个实施例，所述第二安装部的第二安装孔内的衬套与所述第二安装孔之间采用紧固件连接或一体成型
20.根据本实用新型的一个实施例，所述角度传感器安装在所述转动轴的端部，位于所述第一安装部的外侧。
21.根据本实用新型的一个实施例，所述角度传感器的外壳通过安装支架安装在所述外筒组件上。
22.根据本实用新型的一个实施例，所述安装支架安装在所述第一安装部的外端面上，所述角度传感器的外壳固定在所述安装支架上。
23.根据本实用新型的一个实施例，所述转动轴采用连接销。
24.本实用新型还提供了一种飞行器，其特点在于，所述飞行器包括如上所述的带行程采集器的飞机起落装置。
25.本实用新型的积极进步效果在于：
26.本实用新型带行程采集器的飞机起落装置及包括其的飞行器，可以实时收集缓冲器行程参数，将缓冲器行程这一距离参数转化为电信号，供轮载信号分析单元使用，也可供
缓冲器健康监测单元使用。
27.所述带行程采集器的飞机起落装置结构简单，维护方便，实用性强且拆装方便。
附图说明
28.本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
29.图1为现有技术中前起落架轮载信号装置的结构示意图。
30.图2为现有技术中主起落架轮载信号装置的结构示意图。
31.图3为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置的结构示意图。
32.图4为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置的轴向剖视图。
33.图5为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置中衬套与上扭力臂之间的安装示意图一。
34.图6为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置中衬套与上扭力臂之间的安装示意图二。
35.【附图标记】
36.接近传感器
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10
37.标靶
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20
38.起落架外筒
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30
39.上扭力臂
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40
40.外筒组件
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100
41.转动轴
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200
42.角度传感器
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300
43.第一安装部
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110
44.第一安装孔
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111
45.第二安装部
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41
46.第二安装孔
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411
47.衬套
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412
48.固定件
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413
49.紧固件
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414
50.外壳
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310
51.安装支架
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320
52.转轴
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330
具体实施方式
53.为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
54.现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
55.此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
56.此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。
57.图3为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置的结构示意图。图4为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置的轴向剖视图。
58.如图3和图4所示，本实用新型公开了一种带行程采集器的飞机起落装置，其包括外筒组件100、上扭力臂40、转动轴200和至少一个旋转式的角度传感器300。其中，上扭力臂40的一端部通过转动轴200与外筒组件100的一侧端部转动连接，且上扭力臂40的一端部与转动轴200之间相互固定连接。角度传感器300的传动轴与转动轴200固定连接，使得角度传感器300的传动轴与转动轴200共线。此处转动轴200可以优选地采用连接销。
59.优选地，外筒组件100的一侧端部设置有一对向外延伸的第一安装部110，在第一安装部110上开设有第一安装孔111，上扭力臂40的一端部设置有第二安装部41，第二安装部41上开设有第二安装孔411。安装时，将第一安装孔111与第二安装孔411分别对应，转动轴200的两端分别穿设在对应的第一安装孔111和第二安装孔411内，使得上扭力臂40相对外筒组件100转动。
60.此处，第二安装部41和转动轴200之间固定连接。例如，在第二安装部41的第二安装孔411内设置有衬套412。衬套412可以沿第二安装孔411的内壁向外延伸凸出，将衬套412通过固定件413与转动轴200固定连接。这里的固定件413可以优选地采用螺栓螺母紧固件。
61.图5为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置中衬套与上扭力臂之间的安装示意图一。图6为本实用新型带行程采集器的飞机起落装置中衬套与上扭力臂之间的安装示意图二。
62.如图5和图6所示，本实施例中第二安装部41的第二安装孔411内的衬套412与第二安装孔411之间采用紧固件414连接，即衬套412通过紧固件414与第二安装部41的第二安装孔411固定连接。当然此处衬套412也可以与第二安装孔411一体成型，最终形成如图6所示的整体结构。
63.当然此处衬套412与第二安装孔411的连接结构仅为举例，并不做限定，其他将两者形成固定连接的结构均可以，都在本技术的保护范围内。
64.当然，此处第二安装部41和转动轴200之间的连接方式仅为举例，并不作为限定，两者之间只要形成固定连接，使得上扭力臂40和转动轴200之间在轴向上同步运动即可，均在本技术的保护范围内。
65.优选地，角度传感器300安装在转动轴200的端部，位于第一安装部110的外侧。本实施例中角度传感器300设置两个，分别安装在转动轴200的两端，两个角度传感器300互为备份，可以进一步提高安全性。
66.另外，角度传感器300还包括外壳310，外壳310可以通过安装支架320安装在外筒组件100上。例如，将安装支架320安装在第一安装部41的外端面上，角度传感器300的外壳310固定在安装支架320上。
67.本实用新型还提供了一种飞行器，其包括如上所述的带行程采集器的飞机起落装
置。
68.根据上述结构描述，本实用新型带行程采集器的飞机起落装置的安装步骤具体包括：
69.第一步，将上扭力臂40内的衬套安装到上扭力臂40的孔内(若衬套与上扭力臂采用一体化设计可忽略此步骤)；
70.第二步，将支柱外筒组件100和上扭力臂40通过连接销(即转动轴200)连接；
71.第三步，安装连接销(即转动轴200)与上扭力臂40的固定螺栓螺母紧固件，将连接销与上扭力臂40保持相对固定；
72.第四步，将角度传感器300的安装支架320安装到外筒的耳片(即第一安装部110)上；
73.第五步，将角度传感器300安装到安装支架320上，角度传感器300的外壳310与安装支架320保持相对固定，角度传感器300的转轴330插入到上扭力臂连接销(即转动轴200)的孔内与连接销啮合(转动轴与连接销孔设计有配合面)，连接销可以带动角度传感器300的转轴330转动；
74.第六步，安装角度传感器300的线缆；
75.第七步，起落架处于全伸长状态下对角度传感器300进行调零。
76.本实用新型带行程采集器的飞机起落装置的工作原理：上扭力臂40和支柱外筒组件通过连接销(即转动轴200)安装。连接销穿过外筒组件100上的连接结构(耳片，即第一安装部110)和上扭力臂40。连接销通过两套螺栓螺母紧固件(即固定件413)与上扭力臂40相对固定，可以在外筒组件100的耳片孔(即第一安装孔111)内转动。
77.两个旋转式电信号角度传感器300分别安装于上扭力臂连接销(即转动轴200)的两端。角度传感器300主要包含静止不动的壳体310和转轴330，静止部分即壳体310通过安装支架320安装于外筒耳片(即第一安装部110)上，角度传感器300的转轴330与上扭力臂连接销(即转动轴200)固定，二者轴线共线。
78.当缓冲器压缩时，上扭力臂40与连接销(即转动轴200)的组合体绕转轴旋转，带动角度传感器300的转轴330旋转，角度传感器300的壳体310与外筒耳片(即第一安装部110)固连不动。角度传感器300的壳体310和转轴330二者发生相对旋转，产生相对角度。角度传感器300输出对应的电流信号给解析元件，电流信号与相对角度线性对应。
79.角度传感器300的旋转角度即上扭力臂40相对外筒耳片(即第一安装部110)的旋转角度线性对应，根据上下扭力臂、外筒和活塞杆的几何尺寸关系，可换算出缓冲器的行程。可知角度传感器的旋转角度与缓冲器行程线性对应，故可由角度传感器的输出信号换算出缓冲器的行程。两个角度传感器组成冗余设计，提供输出信号的可靠性。
80.本实用新型带行程采集器的飞机起落装置，采用旋转式角度传感器信号监测起落架缓冲器的压缩行程，可代替传统的接近传感器，实现轮载信号的采集。所述带行程采集器的飞机起落装置为缓冲器的健康监测提供缓冲器行程信号输入源，作为判断飞机是否发生过重着陆、缓冲器是否触底或缓冲器是否发生泄漏的依据。地面停机状态可根据传感器信号数据对应的缓冲器压缩量推算出飞机的实际重量，通过一套设备实现了多个功能。
81.综上所述，本实用新型带行程采集器的飞机起落装置及包括其的飞行器，可以实时收集缓冲器行程参数，将缓冲器行程这一距离参数转化为电信号，供轮载信号分析单元
使用，也可供缓冲器健康监测单元使用。其可以收集起落架缓冲器行程的量和速度。
82.所述带行程采集器的飞机起落装置结构简单，维护方便，实用性强且拆装方便。
83.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。