一种飞机舵面角位移测量装置的制作方法

本实用新型属于航空测试测量技术领域，具体涉及一种飞机舵面角位移测量装置。

背景技术：

目前工业设计领域中，尤其是工业设计领域的验证过程中，涉及许多角位移测量问题不易解决，如飞机舵面偏转角度等。要求实时测量运动部件角位移，对于角位移传感器的安装方式以及测量方法要求严格，对于有多个测量点且各处工况不同，空间不同时，设计并加工传感器夹具需要付出的代价很高，且由于夹具的制造和安装误差会导致测量结果不准确。目前无一种通用的装置和测量方法能满足各种工况的要求。

专利号为ZL201310195631.9的中国专利中公开了一种角位移测量装置及测量方法，包括角位移传感器，传感器支座，摇臂，连杆，定位装置。测量时采用定位块与定位脚架、定位梁作为定位装置，以摇臂和连杆的有效长度为基准定位角位移传感器和被测件上角片的位置，并将角位移传感器、摇臂、连杆、小支座依次连接，将被测件的角位移转换为摇臂的角位移，从而对被测件的角位移进行测量。该测量装置和测量方法能够有效测量地面试验中的舵面角位移，但因空间所限而对飞行控制系统试验和实际飞行过程中的舵面角位移难以测量，并且实施步骤和中间环节较多，连杆、摇臂的安装间隙和误差均会影响测量结果的准确性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种飞机舵面角位移测量装置，可实现包括地面试验、飞控系统试验和实际飞行过程等多种环境和工况下舵面角位移的测量，结构简单、安装方便，测量范围大、精度高，工作可靠性高。

本实用新型飞机舵面角位移测量装置，包括第一线位移传感器及第二线位移传感器，第一线位移传感器和第二线位移传感器的伸缩端均与舵面铰接，第一线位移传感器和第二线位移传感器的固定端均与固定支座铰接。

优选的是，第一线位移传感器和第二线位移传感器均为拉绳式线位移传感器。

优选的是，第一线位移传感器和第二线位移传感器均为含有多组线圈的多余度伸缩杆式线位移传感器。

优选的是，所述第一线位移传感器及第二线位移传感器的铰接于舵面的两点关于舵面的中性面对称。

优选的是，所述第一线位移传感器及第二线位移传感器的铰接于固定支座上的两点关于舵面的中性面对称。

优选的是，所述第一线位移传感器及第二线位移传感器的铰接于舵面的两点形成的劣弧在150°～170°。

舵面角位移与第一线位移传感器和第二线位移传感器分别具有对应关系F(x1)和F(x2)，且F(x1)和F(x2)服从余弦定理。

舵面角位移的值可以取两个线位移传感器经过对应关系F(x1)和F(x2)求解后的加权平均值，也可以取其中传感器本体轴线和舵面转动中心－传感器伸缩端与舵面铰接点连线更接近90度那一侧的线位移传感器经过求解得到的角位移值。

本实用新型无需复杂定位及专门工具，能够在狭窄的安装空间中实现快速安装，同时避免了较多中间环节导致的安装误差及传感器与转动轴线不同轴导致的测量误差，能够对较大舵面行程范围内的角位移实现精确测量。

附图说明

图1为按照本实用新型飞机舵面角位移测量装置的一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的角位移偏转情况下结构示意图。

其中，1为舵面，2为第一线位移传感器，3为第二线位移传感器，101为舵面中性线，102为舵面水平线，103为偏转线，201为第一伸缩端铰接点，202为第一固定端铰接点，301为第二伸缩端铰接点，302为第二固定端铰接点。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

本实用新型提出了一种飞机舵面角位移测量装置，如图1所示，包括第一线位移传感器2及第二线位移传感器3，第一线位移传感器2和第二线位移传感器3的伸缩端均与舵面1铰接，第一线位移传感器2和第二线位移传感器3的固定端均与固定支座铰接。

具体的，第一线位移传感器2的伸缩端与舵面铰接于第一伸缩端铰接点201，第一线位移传感器2的固定端与固定支座铰接于第一固定端铰接点202；第二线位移传感器3的伸缩端与舵面铰接于第二伸缩端铰接点301，第二线位移传感器3的固定端与固定支座铰接于第二固定端铰接点302。

参考图2，当舵面向左偏转α角度后，左侧第一伸缩端铰接点201向靠近固定支座的方向运动，即将第一线位移传感器2的伸缩端回收到其固定端所在的筒体内，反之，右侧第二伸缩端铰接点301向远离固定支座的方向运动，即将第二线位移传感器3的伸缩端自其固定端所在的筒体内拉出。

本实施例中，所示舵面圆心为O，半径为R，可以理解的是，如图2所示，舵面偏转角度β与第二线位移传感器3的位移x存在函数关系，该函数关系在β角度较小及第二伸缩端铰接点301更靠近舵面的水平线时，可以用余弦函数来表示，即x＝R·cosβ。

为此，本实施例中，所述第一线位移传感器2及第二线位移传感器3的铰接于舵面的两点形成的劣弧在150°～170°，参考图1或图2，尽量使第一伸缩端铰接点201及第二伸缩端铰接点301靠近舵面水平线102，这里所述的舵面水平线是指垂直于舵面中性线101的直径。另一方面，当舵面偏转角度β大于设定角度α时，优选采用其中一个线位移传感器的量程作为测定值，别外一个线位移传感器的求解值作为舵面角位移的参照值，例如，本实施例中α选取为15°，参考图2，此时，以右侧的第二线位移传感器的测量值为基准进行舵面偏转角度求解，选取原则为，传感器本体轴线和舵面转动中心－传感器伸缩端与舵面铰接点连线(以下称为偏转线103)更接近90度那一侧的线位移传感器，如右侧第二线位移传感器的传感器本体轴线与偏转线103更接近90°。

可以理解的是，在舵面角位移处于α范围内，舵面角位移的值取两个线位移传感器经过对应关系F(x1)和F(x2)求解后的加权平均值。当两个线位移传感器中有一个发生故障后，飞机舵面角位移的值为非故障一侧的线位移传感器经过求解后的值。

本实施例中，第一线位移传感器2和第二线位移传感器3均为拉绳式线位移传感器，或者均为含有多组线圈的多余度伸缩杆式线位移传感器。

本实施例中，所述第一线位移传感器2及第二线位移传感器3的铰接于舵面的两点关于舵面的中性面对称。同理，所述第一线位移传感器2及第二线位移传感器3的铰接于固定支座上的两点关于舵面的中性面对称，参考图1或图2。

本实用新型提供了一种飞机舵面角位移测量装置，可实现包括地面试验、飞控系统试验和实际飞行过程等多种环境和工况下舵面角位移的测量，采用多余度线位移传感器作为测量工具，利用简单的数学关系将角位移的测量转化为线位移的测量，测量范围大、精度高，可靠性高，结构简单，安装方便，无需复杂定位及专门工具，能够在狭窄的安装空间中实现快速安装，同时避免了较多中间环节导致的安装误差及传感器与转动轴线不同轴导致的测量误差，能够对较大舵面行程范围内的角位移实现精确测量。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。