直升机旋翼桨叶动平衡参数校准装置，涉及直升机旋翼桨叶的测试及校准技术，为了解决背景技术中的直升机旋翼桨叶动平衡试验校准存在测量结果的误差较大、可靠性差的问题。利用动平衡试验台的三束激光器组成一个激光测量平台，通过桨叶切割激光光束的方法非接触测量旋翼桨叶的挥舞参数，以CPLD和DSP为核心设计脉冲时序测量和控制系统，测量旋翼桨叶挥舞和摆振特性参数。标定装置采用固定高度差的模拟桨叶，通过伺服马达以稳定的转速转动，由模拟桨叶切割激光光束的方法现场对旋翼桨叶动平衡试验台进行标定，将标定结果溯源到国家长度标准，保证测量结果的准确性和溯源性，为直升机旋翼桨叶的研制和实验提供计量保障。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直升机旋翼桨叶动平衡参数校准装置，涉及直升机旋翼桨叶的测试及校准技术。
技术介绍
桨叶挥舞参数是直升机桨叶空气动力和飞行控制等综合作用的最终体现，是最终验证直升机旋翼桨叶设计参数、制造工艺、空气动力理论、飞行控制方法等的主要参数。由于直升机旋翼桨叶动平衡试验是在旋翼高速旋转动态下进行，一直存在着测量难度大、测量精度差的问题，对桨叶挥舞参数的测量技术一直为国内外所关注。我国对于直升机桨叶的动平衡试验技术源自法国，开始采用法国引进的旋翼桨叶动平衡试验台，后研制的也采用法国的技术。直升机旋翼动平衡试验台由主台体、液压传动系统、转速控制系统、桨叶共锥度测量装置、铰链力矩测量装置等部分组成，如图7、8所示。对旋翼桨叶挥舞参数的测量是在户外的动平衡试验台上进行的，对于旋翼桨叶的挥舞高度，采用激光测量方法。测量装置由3路激光发射和接受器组成，3组激光信号，其中2条平行，另I条倾斜一定的角度，3束激光光路锁定一个激光平面，使旋翼上的3片桨叶在旋转状态下能够顺序切割激光光路，如图9。旋翼转动时每一片桨叶分别切割3束激光光路，产生3个脉冲信号，其下降沿又作为精密定时器的控制信号，可以得到每一片桨叶切割3束激光的时间间隔，这样，旋翼每旋转一周会产生9个脉冲信号，加上I个同步控制信号，共有10个以一定时序排列的脉冲信号，如图10。桨叶挥舞锥度参数与激光器的安装尺寸有直接的函数关系，激光器安装在密封的充氮保护罩中，无法准确测量。因为现场的安装尺寸不可能精密测量，而且由于动平衡试验台安装在室外，环境温度等自然环境参数也会导致安装尺寸的变化，因此必须对旋翼桨叶动平衡试验台进行标定，才能保证测量结果的准确可靠。此外，在直升机旋翼桨叶挥舞参数动平衡试验中，激光发射和接收装置安装在轨道上，需要确定测量桨叶截面的位置，现在的方法只能用皮尺大概估算，没有办法准确测量。从法国引进的激光共锥度测量装置在安装时用专用的计量器具通过实验室测量确定空间安装定位参数，之后便一直用安装时的参数计算桨叶的挥舞高度，没有补偿算法，由于桨叶挥舞高度激光测量装置的安装参数变化会引起测量结果的误差。对于测量靶点的定位，只能用刻度尺测量。因此简捷、方便、准确、科学的校准方法是开展直升机旋翼桨叶动态参数校准技术研究的首要任务。
技术实现思路
本专利技术为了解决
技术介绍
中的直升机旋翼桨叶动平衡试验校准存在测量结果的误差较大、可靠性差的问题，针对轻型直升机旋翼桨叶动平衡试验的校准问题及上述现有校准技术中存在的不足，提供了一种直升机旋翼桨叶动平衡参数校准装置。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是本专利技术所述直升机旋翼桨叶动平衡参数校准装置包括旋翼桨叶测量子系统；所述旋翼桨叶测量子系统包括直升机旋翼动平衡试验台、三个激光器及信号调理电路、高速CPLD逻辑阵列器件、高速DSP嵌入式数据处理器和PC104微型控制计算机；直升机旋翼动平衡试验台用于驱动旋翼上的三片桨叶(基准桨叶)旋转，使旋翼上的片桨叶在旋转状态下能够顺序切割三个激光器发射的激光光路，旋翼每旋转一周会产生9个激光时序脉冲信号，利用信号调理电路(光电隔离器)取出激光时序脉冲信号后，再利用高速CPLD逻辑阵列器件设计的三个32位计数器测量时序脉冲信号的时间间隔(每一片桨叶切割三束激光的时间间隔)，测量时序脉冲信号的时间间隔后，再通过高速DSP嵌入式数据处理器实时计算桨叶的挥舞和摆振参数，最后在PC104微型控制计算机上显示测量结果；所述装置还包括模拟桨叶标定子系统，模拟桨叶标定子系统包括模拟桨叶主轴、三个模拟桨叶、减速器、伺服电机、伺服驱动控制器、升降机构和底座，三个模拟桨叶由上至下以相同间距安装在模拟桨叶主轴上，每两个模拟桨叶之间的夹角为120°且与基准桨叶的安装角度一致；伺服电机通过减速器与模拟桨叶主轴连接用以驱动模拟桨叶主轴带动三个模拟桨叶旋转，伺服驱动控制器与伺服电机电连接，减速器通过升降机构和底座连接；模拟桨叶以一定的平稳速度扫过直升机旋翼动平衡试验台上的激光光路，并利用旋翼桨叶测量子系统进行测量，旋翼桨叶测量子系统的测量值就是模拟桨叶的高度差，采用溯源到几何量标准的方法来对直升机旋翼动平衡试验台进行校准和标准溯源。本专利技术的有益效果是本专利技术涉及直升机旋翼桨叶动平衡试验校准，利用激光器的精密性和可靠性，通过桨叶切割激光光束的非接触测量方法对旋翼桨叶动平衡试验参数进行测量，以高速CPLD可编程逻辑器件和高速DSP数字信号处理器为核心设计脉冲时序测量系统，编制测量程序，测量旋翼桨叶挥舞和摆振特性参数，测量不确定度可达O. 5mm。采用便携式的结构，直升机旋翼桨叶挥舞参数标定装置即模拟桨叶标定子系统设计成便携式结构，利用模拟桨叶来模拟旋翼桨叶的工作状态，现场对直升机旋翼桨叶动平衡试验台进行标定，模拟桨叶设计成升降可调整方式，安装在3束激光组成的测量平面一侧，由精密转台和控制器驱动，模拟桨叶安装位置对测量结果没有影响，该子系统可现场对直升机旋翼桨叶动平衡试验台进行标定，将标定结果溯源到国家长度标准(几何量标准)，保证其准确性和溯源性。本专利技术对于今后研究和发展直升机旋翼桨叶动平衡试验技术、测量技术和校准调整技术以及新型直升机旋翼的研制都有着非常重要的意义，为新型直升机旋翼桨叶的研制和实验提供计量保障。附图说明图I是本专利技术的旋翼桨叶测量子系统I的原理示意图(1-7表示基准桨叶)，图2是本专利技术的模拟桨叶标定子系统2的结构示意图，图3是高速CPLD逻辑阵列器件1-4中的计数器读取的时序图(CPLD计数器时序图)，图4是模拟桨叶顶视图，图5是旋翼桨叶测量子系统装置结构图及软件界面图，图6是模拟桨叶标定子系统现场试验图；图7是直升机旋翼动平衡试验台原理图，图8是动平衡试验台旋翼头图，图9是激光发射器及激光接收器光路图，图10是三片桨叶旋转一周的时间波形图。具体实施例方式具体实施方式一如图I 6所示,本实施方式所述的直升机旋翼桨叶动平衡参数校准装置，所述装置包括旋翼桨叶测量子系统和模拟桨叶标定子系统两部分；所述旋翼桨叶测量子系统I包括直升机旋翼动平衡试验台1-1、三个激光器1-2及 信号调理电路1-3、高速CPLD逻辑阵列器件1-4、高速DSP嵌入式数据处理器1_5和PC104微型控制计算机1-6 ;直升机旋翼动平衡试验台1-1用于驱动旋翼上的三片桨叶(基准桨叶)旋转，使旋翼上的3片桨叶在旋转状态下能够顺序切割三个激光器1-2发射的激光光路，旋翼每旋转一周会产生9个激光时序脉冲信号，利用信号调理电路1-3 (光电隔离器)取出激光时序脉冲信号后，再利用高速CPLD逻辑阵列器件1-4设计的三个32位计数器测量时序脉冲信号的时间间隔(每一片桨叶切割三束激光的时间间隔)，测量时序脉冲信号的时间间隔后，再通过高速DSP嵌入式数据处理器1-5实时计算桨叶的挥舞和摆振参数，最后在PC104计算机上显示测量结果；模拟桨叶标定子系统2包括模拟桨叶主轴2-1、三个模拟桨叶2-2、减速器2_3、伺服电机2-4、伺服驱动控制器2-5、升降机构2-6和底座2-7，三个模拟桨叶2_2由上至下以相同间距安装在模拟桨叶主轴2-1上，每两个模拟桨叶2-2之间的夹角为120°且与基准桨叶的安装角度一致；伺服电机2-4通过减速器2-3与模拟桨叶主轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直升机旋翼桨叶动平衡参数校准装置，所述装置包括旋翼桨叶测量子系统(1)；所述旋翼桨叶测量子系统(1)包括直升机旋翼动平衡试验台(1?1)、三个激光器(1?2)及信号调理电路(1?3)、高速CPLD逻辑阵列器件(1?4)、高速DSP嵌入式数据处理器(1?5)和PC104微型控制计算机(1?6)；直升机旋翼动平衡试验台(1?1)用于驱动旋翼上的三片基准桨叶(1?7)旋转，使旋翼上的3片桨叶在旋转状态下能够顺序切割三个激光器(1?2)发射的激光光路，旋翼每旋转一周会产生9个激光时序脉冲信号，利用信号调理电路(1?3)取出激光时序脉冲信号后，再利用高速CPLD逻辑阵列器件(1?4)设计的三个32位计数器测量时序脉冲信号的时间间隔，测量时序脉冲信号的时间间隔后，再通过高速DSP嵌入式数据处理器(1?5)实时计算桨叶的挥舞和摆振参数，最后在PC104微型控制计算机(1?6)上显示测量结果；其特征在于：所述系统还包括模拟桨叶标定子系统(2)，模拟桨叶标定子系统(2)包括模拟桨叶主轴(2?1)、三个模拟桨叶(2?2)、减速器(2?3)、伺服电机(2?4)、伺服驱动控制器(2?5)、升降机构(2?6)和底座(2?7)，三个模拟桨叶(2?2)由上至下以相同间距安装在模拟桨叶主轴(2?1)上，每两个模拟桨叶(2?2)之间的夹角为120°且与基准桨叶(1?7)的安装角度一致；伺服电机(2?4)通过减速器(2?3)与模拟桨叶主轴(2?1)连接用以驱动模拟桨叶主轴(2?1)带动三个模拟桨叶(2?2)旋转，伺服驱动控制器(2?5)与伺服电机(2?4)电连接，减速器(2?3)通过升降机构(2?6)和底座(2?7)连接；模拟桨叶(2?2)以一定的平稳速度扫过直升机旋翼动平衡试验台(1?1)上的激光光路，并利用旋翼桨叶测量子系统(1)进行测量，旋翼桨叶测量子系统(1)的测量值就是模拟桨叶的高度差，采用溯源到几何量标准的方法来对直升机旋翼动平衡试验台(1?1)进行校准和标准溯源。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁廷伟，于金涛，宋凯，梁韵，丁明理，邵崇辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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