本发明涉及一种飞机座椅静态测试实验平台及测试方法，特别是一种民航旅客飞机座椅静态测试实验平台及测试方法，属于民航旅客飞机座椅静态测试实验平台及测试方法的创新技术。
背景技术：
飞机座椅测试的基本目的是为了模拟飞机座椅在复杂环境下，如飞机在快速爬升，快速降落时，座椅在有乘员的时受力情况和形状变化。同时，为了轻量化降低能耗，同时增加飞机载客数量并提高乘坐舒适性，飞机座椅应做到尽可能轻便，结构紧凑，而同时要具备足够的强度和刚性。所以，在飞机座椅研发及取证时，必须进行结构强度测试，其中静态测试是其必要环节。在静态测试过程中，除按标准规定进行测试外，为了便于分析并优化设计，同时满足取证需要，测试平台需要能够对测试过程进行全程检测、数据记录。
目前，国内市场上满足上述要求的同类实验平台。因此，需根据适航取证标准，设计相应的飞机座椅静态测试平台，完成相应的功能，同时满足操作便捷，重复性好的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种民航旅客飞机座椅静态测试实验平台及测试方法，本发明结构简单，控制精度高，同时兼具远程监控与数据实时记录的优点。
本发明的另一目的在于提供一种民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的测试方法。本发明的测试方法方便实用，
本发明的技术方案是：本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台，包括有实验主台架、吊装葫芦、若干定滑轮、电动缸、牵引绳索、座椅固定台、夹具、控制柜、摄像头、拉力传感器、飞机座椅，实验主台架用于安装测试平台各组件及飞机座椅，其中电动缸安装在实验主台架的底部，座椅固定台安装在实验主台架的中部，吊装葫芦安装在实验主台架的上部，座椅固定台由安装在实验主台架上方的吊装葫芦实现吊装并转向，电动缸的活塞杆与牵引绳索连接，牵引绳索经过安装在实验主台架不同位置上的若干定滑轮进行拉力方向转换后作用在飞机座椅上，拉力传感器串联在牵引绳索上，控制柜与电动缸的控制阀电连接。
本发明民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的测试方法,包括如下步骤：
1）飞机座椅安装于座椅固定台；
2）通过实验台架顶部吊装葫芦整体吊装座椅固定台，调整飞机座椅至测试方向，利用通过快速夹具将其固定于实验主台架；
3）根据测试方向，通过牵引绳索串联拉力传感器，经过定滑轮连接到电动缸牵引挂钩。
4）通过中央控制柜内控制系统，对测试过程进行控制与监测；测试过程中，拉力传感器和摄像头实现对测试负载和运行过程进行实时检测；
5）完成测试后，记录、保存测试数据和过程，并生成测试报告。
本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台,结构简单紧凑，组装方便，主体结构采用钢梁焊接。另外，本发明动力源采用电动缸由伺服电机直接驱动，占地面积小，噪音低，无油液泄露。此外，本发明采用定滑轮+绳索模式实现拉力方向转换，具备结构简单，调整灵活的优点。同时，本发明采用工控机作为上位机，具有抗干扰能力强，数据处理速度快的有点，同时易于扩展性。本发明还设有摄像头，具备实验过程实时监控和远程监控功能，提高实验验证可信度。本发明将实验平台控制、数据监测、图像监测以及数据处理、测试报告输出等进行集成，简化了操作。
本发明是一种结构简单，方便实用的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台及测试方法。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明控制方法的原理图。
具体实施方式
实施例1：
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台，包括有实验主台架11、吊装葫芦12、若干定滑轮、电动缸21、牵引绳索22、座椅固定台31、夹具32、控制柜4、摄像头41、拉力传感器42、飞机座椅5，实验主台架11用于安装测试平台各组件及飞机座椅5，其中电动缸21安装在实验主台架11的底部，座椅固定台31安装在实验主台架11的中部，吊装葫芦12安装在实验主台架11的上部，座椅固定台31由安装在实验主台架11上方的吊装葫芦12实现吊装并转向，电动缸21的活塞杆与牵引绳索22连接，牵引绳索22经过安装在实验主台架11不同位置上的若干定滑轮进行拉力方向转换后作用在飞机座椅5上，拉力传感器42串联在牵引绳索22上，控制柜4与电动缸21的控制阀电连接。
本实施例中，上述实验主台架11的侧边设置有扶梯14，上述实验主台架11的侧边还设置有扶防护栏15。扶防护栏15用于实验过程中测试人员上下及安全防护。
本实施例中，上述若干定滑轮包括有第一定滑轮161、第二定滑轮162、第三定滑轮163，其中第一定滑轮161及第二定滑轮162装设在在实验主台架11的底部，第三定滑轮163装设在实验主台架11的中部，且第二定滑轮162位于转角的位置。
本实施例中，上述第三定滑轮163装设在拉力高度调节立柱13上，拉力高度调节立柱13装设在实验主台架11上。从而保证不同规格型号座椅以及不同受力状态测试时，沿左右方向受力处于水平状态。
本实施例中，上述吊装葫芦12装设在第四定滑轮164及第五定滑轮165之间，且能沿第四定滑轮164与第五定滑轮165之间的连接滑绳滑动。
本实施例中，上述座椅固定台31通过夹具32固定在实验主台架11上。
本实施例中，上述实验主台架11的上部装设有摄像头41。摄像头41在测试过程实时监控和远程目击取证。
本实施例中，上述电动缸21安装在实验主台架11的底部横梁上，飞机座椅5通过座椅固定台31上的导轨用座椅自带固定螺钉紧固，电动缸21提供测试所需的力，通过牵引绳索22经过安装于实验主台架不同位置的定滑轮161、162、163进行拉力方向转换后作用于飞机座椅5上。
本发明民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的测试方法,包括如下步骤：
1）飞机座椅5安装于座椅固定台31；
2）通过实验台架顶部吊装葫芦12整体吊装座椅固定台31，调整飞机座椅5至测试方向，利用通过快速夹具32将其固定于实验主台架11；
3）根据测试方向，通过牵引绳索22串联拉力传感器42，经过定滑轮连接到电动缸21的牵引挂钩；
4）通过中央控制柜4内控制系统，对测试过程进行控制与监测；测试过程中，拉力传感器42和摄像头41实现对测试负载和运行过程进行实时检测；
5）完成测试后，记录、保存测试数据和过程，并生成测试报告。
上述步骤4）中的控制系统分为数据源层、数据中间层和数据终点层，其中：
数据源层即控制系统数据的来源，控制系统的数据源自于受体对象，即伺服电机、拉力传感器和视频监控，由受体对象获得的数据通过三种途径与系统进行通讯，一是通过受体对象，经过变送器转换从而获得信号；二是从受体对象直接获得；三是从受体对象自带数据接口获得；
数据中间层是传输调理转换层，是把数据源层信号调理成标准、可用的工业用信号，由变送器输出的信号，由于存在信号干扰、杂波等，需要通过滤波器进行净化，然后再通过专用通讯线传输至数据采集卡，运动控制卡通过通讯电缆直接接收来自于数据源层受体对象的脉冲信号和数据信号；
数据终点层是用户层，由工控机构成其硬件，其内运行的测控软件及数据库构成其软件，完成各种数据处理及运动控制任务；数据采集卡和运动控制卡通过pci插槽，安装于工控机内并实现与工控机数据通讯，工控机通过自身数据接口以及数据库软件实现与系统数据的通讯，并通过测控软件对系统进行控制与管理。
传输调理转换层通过以下两种途径获得标准、可用的工业用信号：（1）通过拉力传感器42经过变送器，将由传感器获得的力值线性电流信号经放大处理后送入数据中间层滤波器，在滤波器内通过物理滤波，获得干净的电流信号通过数据线送入数据采集卡；由数据采集卡采集到的信号，通过实验平台专用测控软件，经标定、转换后，成为标准、可用的实验台测试负载显示数据。（2）伺服电机和视频监控由其自带的数据接口，直接输出数字化信号，作为标准、可用的工业用信号。
本发明使用通用开放数据库作为测试数据信息存取平台，利用数据库提供的标准应用程序编程接口，实现与本发明测控软件之间的数据通讯。本发明测控软件通过数据采集卡和运动控制卡所提供的应用函数，来实现对实验台硬件的检测与控制，并根据飞机座椅适航取证静态测试方法，对相应的测试信号和硬件进行管理。
本发明测试过程中，电动缸21用安装在工控机内的运动控制卡进行动作控制，拉力传感器42的数据通过数显仪显示并用数据采集卡采集入工控机进行显示、存储，运动控制及数据采集通过工控机内专用测控软件完成，摄像头41对整个实验过程进行实时监控、记录，并具备远程登录功能。
本发明测试所需主动力源采用电动缸21驱动，具有控制精度高、可控性好、结构简单、体积下、噪音低的优点。通过固定于主台架11上的定滑轮实现飞机座椅5种测试方向状态的转换，具有操作方便的优点。对飞机座椅5不同方向受力进行测试时，飞机座椅5连同座椅固定台31一起通过吊装葫芦12吊装进行换向，具有方便快捷的优点。座椅固定台31通过快速夹具32与实验主台架连接，可大大缩短装夹时间。
本发明飞机座椅静态测试实验平台满足美国联邦航空管理局saeas8049b标准，用于进行飞机座椅静态结构强度测试。
本发明采用专用测控系统，通过工控机实现运动控制与数据采集，并具备视频监控功能，测控系统集中安装于中央控制柜4内。
本发明测控系统由安装于中央控制柜4内的工控机、运动控制卡、数据采集卡、滤波器、变送器、数据i/o接口、伺服驱动器以及安装于实验主台架1上的摄像头41、拉力传感器42组成。拉力传感器42与牵引绳索22串联、并位于飞机座椅5的这端，可准确测定作用于飞机座椅5上的负载。摄像头41可实时监控测试过程，同时可监管及客户现场目击取证，实现远程网络监控。工控机用于测控系统软件运行及终端显示，同时用于测试数据处理与保存。运动控制卡通过数据线与伺服驱动器相连接，来实现对集成于电动缸21上的伺服电机进行运动控制，并通过由数据采集卡采集的拉力传感器42信号，构成闭环控制系统，从而实现标准所规定的测试参数控制。
测试座椅向下受力时，飞机座椅5背向拉力高度调节立柱13，座椅固定台31通过快速夹具32将其夹紧于实验主台架11，通过牵引绳索22，串联拉力传感器42，经过定滑轮161连接到电动缸21的牵引挂钩，对飞机座椅5的坐垫施加负载。定滑轮161位置可沿水平方向调整，保证测试时牵引绳索22与飞机座椅5的坐垫平面相垂直。
电动缸21运动状态，由安装于中央控制柜4内的工控机、运动控制卡和伺服驱动器控制，其运动参数通过实验平台专用测控软件输入；软件通过拉力传感器42和摄像头41可实现对测试负载和运行过程进行实时检测。
根据设定测试条件，完成测试后，测控软件记录并保存测试数据和过程，并生成测试报告。
实施例2：
本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的结构与实施例1相同，包括实验台架系统、动力牵引系统、装夹系统和测控系统四个部分，实验台架系统作为实验平台主体结构，用于安装平台各组件。测试时，飞机座椅5通过自身底部螺栓，与座椅固定台31连接，然后利用实验台架顶部吊装葫芦12整体吊装座椅固定台31，用于调整飞机座椅5测试方向。实验平台侧面所设置的扶梯14和防护栏15用于测试过程中，实验人员上下、搬运测试配件及人身保护。
本实施例与实施例1不同的是测试座椅的受力方向不一样，测试座椅向上受力时，飞机座椅5背向拉力高度调节立柱13，飞机座椅5在座椅固定台31上安装固定好后，座椅固定台31由吊装葫芦12调整到指定位置，通过快速夹具32将座椅固定台31夹紧固定于实验主台架11，通过牵引绳索22，串联拉力传感器42，经过定滑轮165、定滑轮164、定滑轮163、定滑轮162、定滑轮161连接到电动缸21的牵引挂钩。定滑轮165的位置可沿水平方向调整，保证测试时牵引绳索22与飞机座椅5坐垫平面相垂直。
电动缸21运动状态，由安装于中央控制柜4内的工控机、运动控制卡和伺服驱动器控制，其运动参数通过实验平台专用测控软件输入；软件通过拉力传感器42和摄像头41可实现对测试负载和运行过程进行实时检测。
根据设定测试条件，完成测试后，测控软件记录并保存测试数据和过程，并生成测试报告。
实施例3：
本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的结构与实施例1相同，本实施例的测试时，飞机座椅5通过自身底部螺栓，与座椅固定台31连接，然后利用实验台架顶部吊装葫芦12整体吊装座椅固定台31，用于调整飞机座椅5测试方向。实验平台侧面所设置的扶梯14和防护栏15用于测试过程中，实验人员上下、搬运测试配件及人身保护。
本实施例与实施例1不同的是测试座椅的受力方向不一样，测试座椅向后受力时，飞机座椅5背向拉力高度调节立柱13，飞机座椅5在座椅固定台31上安装固定好后，座椅固定台31由吊装葫芦12调整到指定位置，通过快速夹具32将座椅固定台31夹紧固定于实验主台架11，通过牵引绳索22串联拉力传感器42，经过定滑轮165、定滑轮164、定滑轮163、定滑轮162、定滑轮161连接到电动缸21的牵引挂钩。定滑轮165的位置可沿水平方向调整，保证测试时牵引绳索22与飞机座椅5坐垫平面相垂直。
电动缸21运动状态，由安装于中央控制柜4内的工控机、运动控制卡和伺服驱动器控制，其运动参数通过实验平台专用测控软件输入；软件通过拉力传感器42和摄像头41可实现对测试负载和运行过程进行实时检测。
根据设定测试条件，完成测试后，测控软件记录并保存测试数据和过程，并生成测试报告。
实施例4：
本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的结构与实施例1相同，包括实验台架系统、动力牵引系统、装夹系统和测控系统四个部分，实验台架系统作为实验平台主体结构，用于安装平台各组件。测试时，飞机座椅5通过自身底部螺栓，与座椅固定台31连接，然后利用实验台架顶部吊装葫芦12整体吊装座椅固定台31，用于调整飞机座椅5的测试方向。实验平台侧面所设置的扶梯14和防护栏15用于测试过程中，实验人员上下、搬运测试配件及人身保护。
本实施例与实施例1不同的是测试座椅的受力方向不一样，测试座椅向前受力时，飞机座椅5面向拉力高度调节立柱13，飞机座椅5在座椅固定台31上安装固定好后，座椅固定台31由吊装葫芦12调整到指定位置，通过快速夹具32将座椅固定台31夹紧固定于实验主台架11，通过牵引绳索22串联拉力传感器42，经过定滑轮165、定滑轮164、定滑轮163、定滑轮162、定滑轮161连接到电动缸21的牵引挂钩。定滑轮165的位置可沿水平方向调整，保证测试时牵引绳索22与飞机座椅5坐垫平面相垂直。
电动缸21运动状态，由安装于中央控制柜4内的工控机、运动控制卡和伺服驱动器控制，其运动参数通过实验平台专用测控软件输入；软件通过拉力传感器42和摄像头41可实现对测试负载和运行过程进行实时检测。
根据设定测试条件，完成测试后，测控软件记录并保存测试数据和过程，并生成测试报告。
实施例5：
本发明的民航旅客飞机座椅静态测试实验平台的结构与实施例1相同，包括实验台架系统、动力牵引系统、装夹系统和测控系统四个部分，实验台架系统作为实验平台主体结构，用于安装平台各组件。测试时，飞机座椅5通过自身底部螺栓，与座椅固定台31连接，然后利用实验台架顶部吊装葫芦12整体吊装座椅固定台31，用于调整飞机座椅5的测试方向。实验平台侧面所设置的扶梯14和防护栏15用于测试过程中，实验人员上下、搬运测试配件及人身保护。
本实施例与实施例1不同的是测试座椅的受力方向不一样，测试座椅侧向受力时，飞机座椅5的侧面正对拉力高度调节立柱13，飞机座椅5在座椅固定台31上安装固定好后，座椅固定台31由吊装葫芦12调整到指定位置，通过快速夹具32将座椅固定台31夹紧固定于实验主台架11，通过牵引绳索22串联拉力传感器42，经过定滑轮165、定滑轮164、定滑轮163、定滑轮162、定滑轮161连接到电动缸21的牵引挂钩。定滑轮165的位置可沿水平方向调整，保证测试时牵引绳索22与飞机座椅5坐垫平面相垂直。
电动缸21运动状态，由安装于中央控制柜4内的工控机、运动控制卡和伺服驱动器控制，其运动参数通过实验平台专用测控软件输入；软件通过拉力传感器42和摄像头41可实现对测试负载和运行过程进行实时检测。
根据设定测试条件，完成测试后，测控软件记录并保存测试数据和过程，并生成测试报告。