一种可变高度磁栅尺带布置装置的制作方法

本发明属于直升机操纵杆位移测量技术领域，具体涉及一种可变高度磁栅尺带布置装置。

背景技术：

直升机飞行操纵系统动态特性机上地面试验是对直升机飞行操纵系统动态特性进行机上实际物理特性验证的试验，以确定机上实际物理特性与设计要求的符合性，对确保直升机飞行操纵安全有着至关重要的作用，而操纵杆位移量是试验的关键测试参数之一。

试验中操纵杆位移量的测试以往采用以下几种装置和方法：

一、采用拉线式位移传感器，测量操纵杆测试点至传感器拉线出口处的直线距离；

二、采用角度传感器，测量操纵杆的转动角度；

三、采用由磁力表座等安装装置固定的弧形尺及磁性位移传感器组件，测量操纵杆测试点处的弧行程。

首先采用上述第一种装置和方法获得的操纵杆位移量只是近似量，原因在于测试点的实际运动轨迹为一段圆弧，而用该方法测得的位移量为操纵杆测试点至传感器拉线出口处的直线距离，只有当转动角度足够小、传感器距离测试点足够远时，采集的数据方可近似为圆弧对应的弦长，进而近似于弧长。因此对于各操纵杆角位移量均在20°-40°的直升机操纵杆系来说，采用该方法测得的操纵杆位移存在较大误差。

其次采用上述第二种装置和方法获得的操纵杆位移量难以满足试验任务要求，原因在于该试验任务中驾驶杆的运动均为瞬间的阶跃运动或者高频的振荡运动，因此对测量装置的响应速度存在很高的要求，而试验室现有的角度传感器很难满足如此高的响应速度要求，难以保证数据的精确性。

最后上述第三种装置和方法与本发明的原理类似，但是由于各机型各操纵通道的参数即各操纵杆测试点处转动半径都不尽相同，因此每次试验均需要加工半径不同的弧形尺，甚至同一机型由于各通道参数不一，从而导致需要加工的弧形尺都有两种甚至两种以上规格，装置通用性、经济性差；同时使用该方法安装弧形尺需要大量的辅助安装设备，例如磁力表座、延长杆、固定安装的螺栓螺母等，安装调试极为不便，尤其是在直升机上进行的测试任务来说，操作空间狭小，极易掉落小零件，进而带来极大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种可变高度磁栅尺带布置装置，可适用于不同转动半径操纵杆的转动位移测量，通用性高；同时由于装置的一体化程度高，不需要更换零部件便能适用于不同转动半径操纵杆的转动位移测量，极大地简化了试验改装难度、提高了试验效率的同时，也极大地降低了在机上进行试验时，因掉落遗漏零部件进而造成重大安全隐患的风险。

本发明的技术方案：一种可变高度磁栅尺带布置装置，适用于不同转动半径操纵杆的转动位移测量，包括：弧形导轨、第一摇臂、第二摇臂、基座及刻度尺；

所述第一摇臂两端分别设置有第一齿型部，所述第二摇臂的两端分别设置有第二齿型部，所述第二齿型部与所述第一齿型部相互啮合，能够使弧形滑轨的圆心的运动轨迹垂直于基座；

所述第一摇臂及第二摇臂沿中心分为两段，分段后的两部分分别通过螺钉螺接在一起且能够相互转动；

所述第一摇臂及第二摇臂的两端分别与所述弧形导轨及基座连接；

所述刻度尺可拆卸安装在所述基座上，使用时，其一端为自由状态，另一端铰接在所述基座，并保持与基座垂直；

调整弧形滑轨的高度位置及基座的安装位置，使得弧形导轨的圆心与操纵杆的转动中心完全重合，能够测量转动中心与安装平面距离不同杆的转动位移。

优选地，所述第一摇臂及第二摇臂沿中心分为两段，其中一段端部设置有光孔，另一段端部设置有螺纹孔，并通过锁紧螺钉铰接在一起。

优选地，所述第一摇臂及第二摇臂分别设置有限位块，所述限位块固定在第一摇臂及第二摇臂之间；

当第一摇臂及第二摇臂打开时，两者限位块相互抵触，防止第一摇臂和第二摇臂形成交叉错位。

优选地，所述弧形导轨由磁栅尺带安装板及弓形板组成；

所述磁栅尺带安装板与所述弓形板一侧底面平齐，超出弓形板的磁栅尺带安装板用于磁栅尺带的粘贴。

优选地，所述竖直安装的刻度尺位于所述磁栅尺带安装板的延展方向的另一侧。

优选地，所述磁栅尺带安装板远离弓形板的一侧的中部设置有水平凹槽，所述凹槽的底面用于与所述刻度尺刻度对齐。

本发明技术方案的有益效果：本发明一种可变高度磁栅尺带布置装置，明显地精简了试验安装装置，提高了试验装置安装效率，降低了在机上遗失试验器材安装零部件的风险。

附图说明

图1为本发明可变高度磁栅尺带布置装置的一优选实施例的完全闭合示意图；

图2为本发明可变高度磁栅尺带布置装置的一优选实施例的完全打开示意图；

图3为本发明可变高度磁栅尺带布置装置的一优选实施例的装置纵向驾驶杆位移测量布置示意图；

图4为本发明可变高度磁栅尺带布置装置的一优选实施例的装置总距驾驶杆位移测量布置示意图；

其中，1-弧形导轨，2-第一摇臂，3-第二摇臂，4-基座，5-刻度尺，6-第一齿型部，7-第二齿型部，8-限位块，9-磁栅尺带安装板，10-弓形板，11-锁紧螺钉，12-锁紧螺母，13-操纵杆，14-总距杆，15-传感器安装夹具，16-磁性位移传感器，17-转轴中心。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

直升机飞行操纵系统动态特性机上地面试验主要包括：飞行操纵系统各通道频率特性测量，以及飞行操纵系统各通道阶跃特性测量。

本发明提供一种通用性强、安装使用效率高的，用于测量直升机操纵杆转动位移量的磁性位移传感器磁栅尺带的布置装置。

一种可变高度磁栅尺带布置装置，适用于不同转动半径操纵杆的转动位移测量，包括：弧形导轨1、第一摇臂2、第二摇臂3、基座4及刻度尺5；

第一摇臂2两端分别设置有第一齿型部6，第二摇臂3的两端分别设置有第二齿型部7，第二齿型部7与第一齿型部6相互啮合，能够使弧形滑轨1的圆心的运动轨迹垂直于基座4；

第一摇臂2及第二摇臂3的两端分别与弧形导轨1及基座4通过两头墩粗磨平的两组圆柱销连接；

第一摇臂2及第二摇臂3沿中心分为两段，分段后的两部分分别通过螺钉螺接在一起且能够相互转动；

刻度尺5可拆卸安装在所述基座4上，使用时，其一端为自由状态，另一端铰接在基座4，并保持与基座4垂直，用于确定弧形导轨1的圆心与基座10底面之间的距离；

弧形导轨1用于粘贴固定磁栅尺带，用于水平摆放装置的基座4，调整弧形滑轨1的高度位置及基座4的安装位置，使得弧形导轨1的圆心与操纵杆的转动中心完全重合，能够测量转动中心与安装平面距离不同杆的转动位移。

本实施例中，第一摇臂2及第二摇臂3沿中心分为两段，其中一段端部设置有光孔，另一段端部设置有螺纹孔，并通过锁紧螺钉11铰接在一起。

本实施例中，第一摇臂2及第二摇臂3分别设置有限位块8，限位块8固定在第一摇臂2及第二摇臂3之间，当第一摇臂2及第二摇臂3打开时，两者限位块8相互抵触，防止第一摇臂2和第二摇臂3形成交叉错位。

本实施例中，弧形导轨1由磁栅尺带安装板9及弓形板10组成，磁栅尺带安装板9与弓形板10一侧底面平齐，超出弓形板10的磁栅尺带安装板9用于磁栅尺带的粘贴。

可以理解的是：竖直安装的刻度尺5位于磁栅尺带安装板9的延展方向的另一侧。

磁栅尺带安装板9远离弓形板10的一侧的中部设置有水平凹槽，凹槽的底面用于与刻度尺5刻度对齐，方便对弧形导轨1的高度快速调节。

当要测量转动位移的操纵杆状态确定且转动轴心与座舱地板上平面距离一定且已知时，将装置基座4放置在操纵杆附近的座舱地板上，使得弧形导轨1圆弧所在平面与操纵杆转动平面重合(平行不干涉)，松开摇臂锁紧螺钉11，上下移动弧形导轨1，使得弧形导轨1的中部凹槽底平面对齐于刻度尺5上相应的操纵杆转动轴心与座舱地板上平面的距离数值(转动轴心位于座舱地板上平面下方时，对齐相应的负刻度，相反转动轴心位于座舱地板上平面上方时，对齐相应的正刻度)，移动本装置使得操纵杆的中心线与装置的弧形导轨1径向对齐，此时弧形导轨1的圆心与操纵杆转动轴心相合，即完成本装置的布置工作。

因此本装置可用于测量转动轴心与座舱地板上平面的相对位置位于装置两个极限位置(其中，图1为下极限位置、图2为上极限位置)之间的所有驾驶杆的转动位移测量。

本装置的两个具体实施例如图3和图4所示：

其中，图3为操纵杆13的位移测量装置的布置图，图4为总距杆14的位移测量装置的布置图。

具体方法如下：

1)由设计参数计算试验测量通道操纵杆13的转轴轴心17距离驾驶舱底板上部平面的距离(图3为60mm，图4为70mm)，进而得到弧形导轨1的圆心与底板上部平面的距离，即弧形导轨1的圆心与基座底面之间的距离；

2)旋下刻度尺自由端的锁紧螺母12，松开刻度尺固定端的锁紧螺母，将刻度尺旋转90°后锁紧固定端，松开摇臂锁紧螺钉11展开装置使得弧形导轨1的中部凹槽底平面对其于步骤1)中计算得到的数值刻度(分别应为-60和-70)；

3)锁紧两摇臂的锁紧螺钉固定弧形导轨1，松开刻度尺5固定端的锁紧螺母12，还原刻度值至原始位置，旋上刻度尺自由端的锁紧螺母；

4)将操纵杆13的直圆柱部分中心线与弧形导轨径向对齐后，使用传感器安装夹具15将磁性位移传感器安装于操纵杆13上；

5)微调传感器安装夹具15的安装位置，使磁性位移传感器16和弧形导轨1之间的相对位置满足测试条件；

6)将磁性位移传感器16与数据采集设备连接并调通；

7)按照试验项目要求对操作杆进行相应操作；

8)数据采集设备采集并记录杆位移数据。

本发明通过转动摇臂实现了弧形布置磁栅尺带的圆心位置调整，使得该装置可适用于不同转动半径、不同转轴位置的直升机操纵杆的转动位移测量，装置的通用性高，降低了试验成本；且集成化、一体化的机械结构简化了安装调试的步骤，缩短了试验时间，增加了工作效率，同时也降低了安装夹具和零部件的掉落和遗失风险。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。