直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统及其应用方法，本发明专利技术测试系统包括液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元、驱动单元、传感器单元、采集单元以及下位机，下位机用于接收测试数据以及控制液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元以及驱动单元进行测试，液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元以及驱动单元分别与下位机相连，传感器单元的输出端通过采集单元与下位机相连。本发明专利技术能够实现直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试自动循环、长时间无人值守试验，控制响应实时性好，控制精度高，可靠性好，能实现操纵轴扭矩、轴向力同步加载，满足尾减速器操纵轴、导筒耐磨测试工艺要求。

【技术实现步骤摘要】
直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统及其应用方法
本专利技术涉及直升机的设备检测技术，具体涉及一种直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统及其应用方法。
技术介绍
直升飞机在飞行过程中，通过不断控制尾减速器上操纵轴进行往复运动，达到控制尾桨榖上叶片角度进而控制尾翼及飞行姿态的目的。操纵轴的往复运动会造成与其有相对运动的导筒键槽造成磨损。如果磨损超过允许值可能造成飞行事故。因而需要对其进行耐磨测试达到检测其耐磨性的目的。地面台架测试时，常采用对操纵轴施加轴向推拉力到达往复运动，同时对操纵轴施加扭矩来模拟器飞行状态时的受力情况。现有导筒设计时是通过理论估算其磨损量或是在静态施加往复运动来进行测试磨损量，存在下述问题：1、理论计算值和实际磨损存在较大偏差；2、不能在测试过程中采集实时数据，包括不能长时间准确记录扭矩和操纵轴轴向推拉力在每一个工作循环中的持续时间等重要测试参数；3、不能动态快速改变载荷来模拟飞行姿态突变时操纵轴与导筒之间实际受力情况；4、不能快速准确检测操纵轴的轴向移动极限位置；5、不可长时间无人测试；6、不能同步施加扭矩和操纵轴轴向推拉力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统及其应用方法，本专利技术能够实现直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试自动循环、长时间无人值守试验，控制响应实时性好，控制精度高，可靠性好，能实现操纵轴扭矩、轴向力同步加载，满足尾减速器操纵轴、导筒耐磨测试工艺要求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，包括：液压伺服驱动输出单元，用于给被测试的操纵轴施加轴向推拉力；扭矩加载单元，用于给被测试的操纵轴施加扭矩；驱动单元，用于驱动被测试的操纵轴旋转；传感器单元，用于检测测试数据；采集单元，用于采集测试数据；下位机，用于接收测试数据以及控制液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元以及驱动单元进行测试；所述液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元以及驱动单元的控制端分别与下位机相连，所述传感器单元的输出端通过采集单元与下位机相连。可选地，所述传感器单元包括磁性屑末传感器、操纵轴轴向位置传感器、操纵轴轴向推拉力传感器、温度传感器、扭矩及转速传感器，所述磁性屑末传感器安装在被测试的操纵轴与导筒之间的间隙下侧，所述操纵轴轴向位置传感器、操纵轴轴向推拉力传感器分别安装在被测试的操纵轴和固定台之间，所述温度传感器安装在被测试的操纵轴或导筒上，所述扭矩及转速传感器安装在扭矩加载单元上。可选地，所述操纵轴轴向推拉力传感器的输出端还连接有力值仪表，所述力值仪表的输出端与下位机相连。可选地，所述采集单元包括开关量采集模块、桥式电阻采集模块、温度采集模块、扭矩及转速采集模块，所述磁性屑末传感器、操纵轴轴向位置传感器的输出端与开关量采集模块相连，所述操纵轴轴向推拉力传感器的输出端与桥式电阻采集模块相连，所述温度传感器的输出端与温度采集模块相连，所述扭矩及转速传感器的输出端与扭矩及转速采集模块相连，所述开关量采集模块、桥式电阻采集模块通过总线与下位机相连，所述温度采集模块、扭矩及转速采集模块通过协议转换器接入总线并通过总线与下位机相连。此外，本专利技术还提供一种前述的直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统的应用方法，下位机的实施步骤包括：1）驱动安全检测，判断安全检测是否符合安全运行要求，如果符合要求则跳转下一步；2）判断是否需要驱动直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，如果需要启动直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统且直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统已经就绪，则跳转执行下一步；否则，跳转执行步骤1）；3）输出系统运行指示，依次运行总线通讯驱动接收来自上位机的通讯数据，然后进行通讯数据拆包、解析配置的控制参数获得上位机给定的操纵轴轴向推拉力，如果超过指定时间仍未获得上位机给定的操纵轴轴向推拉力则输出超时信息、中断拆包，跳转执行步骤1）；否则，跳转执行下一步；4）运行液压伺服控制函数同步采集轴向推拉力，所述同步采集轴向推拉力用于反馈给液压伺服控制和上位机显示实时的操纵轴轴向推拉力值；同时，通过数字量输入函数采集操纵轴轴向位置，判断操纵轴轴向位置是否已经到位，如果尚未到位则继续跳转执行步骤4）；否则跳转执行下一步；5）同步采集传感器单元的检测信号并进行数据打包上传到上位机。可选地，所述下位机还包括定时安全检测的步骤：定时检测传感器单元的各项输出数据，如果任意一项数据超出预设的安全范围，将轴向推拉力安全值赋给液压伺服驱动输出单元让被测试的操纵轴处于安全状态，并停止扭矩加载单元的扭矩加载、逐步减小驱动单元的驱动输入，输出故障指示，结束本次试验。可选地，步骤1）中驱动安全检测时，还包括在不符合要求时的下述处理步骤：判断给被测试的操纵轴施加轴向推拉力是否由下位机给定选择，如果不是则结束并退出，如果是则给定给被测试的操纵轴施加轴向推拉力的安全值；运行液压伺服控制函数同步采集轴向推拉力，判断是否数字量输出由下位机给定选择，如果是则运行指示输出驱动；结束并退出。可选地，步骤4）中运行液压伺服控制函数同步采集轴向推拉力之后还包括下位机修正轴向控制力系统误差生成液压伺服驱动输出单元的控制量的步骤：获取轴向推拉力经力值仪表后输出的二次仪表值CFV，将二次仪表值CFV与设定值SV相减得到修正偏差值ERC，将修正偏差值ERC乘以修正系数组A并将结果和非修正偏差值ER相加得到的结果ERC1作为液压伺服驱动输出单元的控制量。可选地，所述下位机修正轴向控制力系统误差生成液压伺服驱动输出单元的控制量ERC1的步骤的前提为修正使能状态有效，且在修正使能状态无效的情况下，下位机直接生成液压伺服驱动输出单元的控制量的步骤包括：获取采集传感器单元检测的轴向推拉力，将获取到的轴向推拉力与设定值SV相减得到非修证偏差值ER，将非修证偏差值ER乘以修正系数组A再乘以系数K，将最终得到的结果作为液压伺服驱动输出单元的控制量。可选地，步骤4）之前还包括标定力值仪表的步骤：首先将操纵轴轴向推拉力传感器拆下，并将其输出端与标定力值仪表的输入端相连，然后在操纵轴轴向推拉力的额定范围内分别在操纵轴轴向推拉力传感器上挂不同质量的砝码，并将砝码的质量等效为传感器的标定受力值写入二次仪表。和现有技术相比，本专利技术具有下述优点：本专利技术测试系统液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元、驱动单元、传感器单元、采集单元以及下位机，下位机用于接收测试数据以及控制液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元以及驱动单元进行测试，液压伺服驱动输出单元、扭矩加载单元以及驱动单元分别与下位机相连，传感器单元的输出端通过采集单元与下位机相连。本专利技术能够实现直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试自动循环、长时间无人值守试验，控制响应实时性好，控制精度高，可靠性好，能实现操纵轴扭矩、轴向力同步加载，满足尾减速器操纵轴、导筒耐磨测试工艺要求。...

【技术保护点】
1.一种直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，其特征在于包括：/n液压伺服驱动输出单元（1），用于给被测试的操纵轴施加轴向推拉力；/n扭矩加载单元（2），用于给被测试的操纵轴施加扭矩；/n驱动单元（3），用于驱动被测试的操纵轴旋转；/n传感器单元（4），用于检测测试数据；/n采集单元（5），用于采集测试数据；/n下位机（6），用于接收测试数据以及控制液压伺服驱动输出单元（1）、扭矩加载单元（2）以及驱动单元（3）进行测试；所述液压伺服驱动输出单元（1）、扭矩加载单元（2）以及驱动单元（3）的控制端分别与下位机（6）相连，所述传感器单元（4）的输出端通过采集单元（5）与下位机（6）相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，其特征在于包括：
液压伺服驱动输出单元（1），用于给被测试的操纵轴施加轴向推拉力；
扭矩加载单元（2），用于给被测试的操纵轴施加扭矩；
驱动单元（3），用于驱动被测试的操纵轴旋转；
传感器单元（4），用于检测测试数据；
采集单元（5），用于采集测试数据；
下位机（6），用于接收测试数据以及控制液压伺服驱动输出单元（1）、扭矩加载单元（2）以及驱动单元（3）进行测试；所述液压伺服驱动输出单元（1）、扭矩加载单元（2）以及驱动单元（3）的控制端分别与下位机（6）相连，所述传感器单元（4）的输出端通过采集单元（5）与下位机（6）相连。


2.根据权利要求1所述的直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，其特征在于，所述传感器单元（4）包括磁性屑末传感器（41）、操纵轴轴向位置传感器（42）、操纵轴轴向推拉力传感器（43）、温度传感器（44）、扭矩及转速传感器（45），所述磁性屑末传感器（41）安装在被测试的操纵轴与导筒之间的间隙下侧，所述操纵轴轴向位置传感器（42）、操纵轴轴向推拉力传感器（43）分别安装在被测试的操纵轴和固定台之间，所述温度传感器（44）安装在被测试的操纵轴或导筒上，所述扭矩及转速传感器（45）安装在扭矩加载单元（2）上。


3.根据权利要求2所述的直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，其特征在于，所述操纵轴轴向推拉力传感器（43）的输出端还连接有力值仪表（46），所述力值仪表（46）的输出端与下位机（6）相连。


4.根据权利要求3所述的直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，其特征在于，所述采集单元（5）包括开关量采集模块（51）、桥式电阻采集模块（52）、温度采集模块（53）、扭矩及转速采集模块（54），所述磁性屑末传感器（41）、操纵轴轴向位置传感器（42）的输出端与开关量采集模块（51）相连，所述操纵轴轴向推拉力传感器（43）的输出端与桥式电阻采集模块（52）相连，所述温度传感器（44）的输出端与温度采集模块（53）相连，所述扭矩及转速传感器（45）的输出端与扭矩及转速采集模块（54）相连，所述开关量采集模块（51）、桥式电阻采集模块（52）通过总线与下位机（6）相连，所述温度采集模块（53）、扭矩及转速采集模块（54）通过协议转换器接入总线并通过总线与下位机（6）相连。


5.一种权利要求1～4中任意一项所述的直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统的应用方法，其特征在于，下位机（6）的实施步骤包括：
1）驱动安全检测，判断安全检测是否符合安全运行要求，如果符合要求则跳转下一步；
2）判断是否需要驱动直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统，如果需要启动直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统且直升机尾减速器操纵轴与导筒耐磨测试系统已经就绪，则跳转执行下一步；否则，跳转执行步骤1）；
3）输出系统运行指示，依次运行总线通讯驱动接收来自上位机的通讯数据，然后进行通讯数据拆包、解析配置的控制参数获得上位机给定的操纵轴轴向推拉力，如果超过指...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芝福，黄荣华，周志斌，李新湘，
申请(专利权)人：中国航发中传机械有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43