专利名称：起落架载荷标定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种载荷标定装置，特别是一种起落架载荷标定装置。
背景技术：
参照图16 18，文献“专利公开号是CN101788355A的中国发明专利”公开了一种 起落架载荷现场标定方法及其专用装置。所述装置的底座平板5与侧向传力平板4之间布 置侧向滚动滚柱11，侧向传力平板4与航向传力平板3之间布置航向滚动滚柱10，航向滚 动滚柱10与侧向滚动滚柱11方向上成空间90度，在航向传力平板3与顶面平板1之间有 传感器2。将飞机各起落架放置在载荷标定装置的顶面平板1上，使用传感器2直接测量并 标定垂向力、航向摩擦力和侧向摩擦力。由于采用滚柱承载，保证了在加载方向偏斜后，起 落架产生的摩擦力方向沿着航向或侧向；利用传感器直接测量航向或侧向摩擦力，避免了 滚板与滚柱之间滚动摩擦力对测量结果的影响。文献公开的装置存在的问题是航向传力平板3与顶面平板1之间的四个角处布 置四个三维测力传感器，涉及到力的解耦问题，标定精度较低。文献公开的利用该装置标定 起落架载荷的方法存在的问题是当施加的垂向力载荷较大时，顶板1会发生变形，无法保 证三维测力传感器中航向应变片和侧向应变片与垂向应变片之间的夹角仍是45°的关系， 同时有垂向力和航向力以及侧向力的组合时，涉及到三维传感器应变片之间的力的解耦问 题，使标定精度降低。
发明内容为了克服现有的起落架载荷标定装置标定精度低的不足，本实用新型提供一种 起落架载荷标定装置，通过在顶面平板与航向传力平板之间四角布置四个传感器，用于测 量垂向力，四个传感器采用剪力传感器，不受力作用点位置变化的影响，不涉及力的解耦问 题，采用外置传感器测量可以控制外加载荷的大小；传感器和航向传感器及侧向传感器，三 种传感器与顶面平板与航向传力平板之间采用球面连接结构连接，从而保证了每个传感器 只感受一个方向的作用力。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案一种起落架载荷标定装置，包括 顶面平板1、传感器2、航向传力平板3、侧向传力平板4、底座平板5、侧向力传力挡块6、侧 向力限位挡块7、航向力限位挡块8、航向力传力挡块9、航向滚动滚柱10和侧向滚动滚柱 11，其特点是还包括航向传感器12、侧向传感器13、侧向加载耳片14、航向加载固定耳片 15、侧向加载固定耳片16、航向加载耳片17、起重耳片18和航向连接耳片19。底座平板5与侧向传力平板4之间布置侧向滚动滚柱11，侧向滚动滚柱11共八 排，每排各15列；侧向传力平板4与航向传力平板3之间布置航向滚动滚柱10，航向滚动滚 柱10共八排，每排各15列，航向滚动滚柱10与侧向滚动滚柱11方向上成空间90度布置， 在航向传力平板3与顶面平板1之间，位于航向传力平板3的四个角上布置四个传感器2 ； 在航向传力平板3的沿侧向两边中部各布置一个航向传感器12 ；在航向传力平板3的沿航向两边中部各布置一个侧向传感器13。三种传感器与顶面平板1与航向传力平板3之间采 用连接结构连接。在底座平板5沿航向两侧上表面边缘上，相对边线中心各对称布置两个 航向限位挡块8。在底座平板5沿侧向两侧上表面边缘上，相对边线中心各对称布置两个侧 向力限位挡块7。在底座平板5沿航向两侧与侧向传力平板4紧靠两个航向力传力挡块9。 在侧向传力平板4沿侧向两侧与航向传力平板3紧靠两个侧向力传力挡块6。所有挡块与 平板之间均通过螺栓联接。在顶面平板1沿侧向一侧固连有两个侧向加载固定耳片16，在 侧向传力平板4沿侧向另一侧固连有两个侧向加载耳片14 ；在航向传力平板3沿航向一侧 固连有两个航向加载耳片17，在顶面平板1沿航向另一侧有两个航向加载固定耳片15 ；在 航向传力平板3的沿航向两侧面上，相对侧面中心各对称布置两个航向连接耳片19。在底 座平板5四周上表面边缘，相对各边中心各对称布置两个起重耳片18。所述传感器2用于测量垂向力；所述航向传感器12和侧向传感器13分别用来测 量航向力和侧向力，所述侧向加载耳片14用来施加侧向载荷，所述航向加载耳片17用来施 加航向载荷，所述航向加载固定耳片15和侧向加载固定耳片16用于固定标定装置；所述起 重耳片18用于吊运标定装置；所述航向连接耳片19用于将两个标定装置组合使用。所述连接结构是球面副。所述连接结构是球铰链。所述连接结构是球轴承。本实用新型的有益效果是由于在顶面平板与航向传力平板之间四角布置四个传 感器，用于测量垂向力。四个传感器采用剪力传感器，不受力作用点位置变化的影响，不涉 及力的解耦问题；顶面平板、航向传力平板与传感器、航向传感器、侧向传感器之间采用球 面铰链或球面轴承等连接结构连接，从而保证了每个传感器只感受一个方向的作用力，提 高了起落架载荷标定装置的标定精度。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作详细说明。
图1是本实用新型起落架载荷标定装置主视图。图2是本实用新型起落架载荷标定装置左视图。图3是本实用新型起落架载荷标定装置俯视图。图4是本实用新型起落架载荷标定装置施加航向载荷的受力分析示意图。图5是本实用新型起落架载荷标定装置施加侧向载荷的受力分析示意图。图6是本实用新型起落架载荷标定装置连接两个起落架加载平台的受力分析示 意图。图7本实用新型起落架载荷标定装置传感器连接结构剖视图。图8本实用新型起落架载荷标定装置航向传感器连接结构剖视图。图9现有技术起落架加载平台专用装置主视图。图10现有技术起落架加载平台专用装置左视图。图11现有技术起落架载荷标定专用装置俯视图。图中，1-顶面平板；2-传感器；3-航向传力平板；4-侧向传力平板；5-底座平板； 6-侧向力传力挡块；7-侧向限位挡块；8-航向限位挡块；9-航向力传力挡块；10-航向滚动滚柱；11-侧向滚动滚柱；12-航向传感器；13-侧向传感器；14-侧向加载耳片；15-航向加 载固定耳片；16-侧向加载固定耳片；17-航向加载耳片；18-起重耳片；19-航向连接耳片。
具体实施方式
以下实施例参照图1 15。本实用新型的起落架载荷标定装置由顶面平板1、传感器2、航向传力平板3、侧向 传力平板4、底座平板5、侧向力传力挡块6、侧向限位挡块7、航向限位挡块8、航向力传力挡 块9、航向滚动滚柱10和侧向滚动滚柱11组成。航向滚动滚柱10和侧向滚动滚柱11各八 排，每排各15列，航向传感器12，侧向传感器13，侧向加载耳片14，航向加载固定耳片15， 侧向加载固定耳片16，航向加载耳片17，起重耳片18，航向连接耳片19。底座平板5与侧向传力平板4之间布置侧向滚动滚柱11，侧向滚动滚柱11共八 排，每排各15列；侧向传力平板4与航向传力平板3之间布置航向滚动滚柱10，航向滚动滚 柱10共八排，每排各15列，航向滚动滚柱10与侧向滚动滚柱11方向上成空间90度布置， 在航向传力平板3与顶面平板1之间，位于航向传力平板3的四个角上布置四个传感器2 ； 在航向传力平板3的沿侧向两边中部各布置一个航向传感器12 ；在航向传力平板3的沿航 向两边中部各布置一个侧向传感器13。其中顶面平板1的中间部分需要加厚，以增强顶面 平板1的强度和刚度。航向传力平板3为施加航向载荷的板，侧向传力平板4为施加侧向 载荷的板。在底座平板5沿侧向两侧上表面边缘上，相对边线中心各对称布置两个侧向限 位挡块7。在底座平板5沿航向两侧与侧向传力平板4紧靠两个航向力传力挡块9。在侧 向传力平板4沿侧向两侧与航向传力平板3紧靠两个侧向力传力挡块6。所有挡块与平板 之间均通过螺栓联接。当施加航向载荷时，航向限位挡块8限制了航向传力平板的航向位 移量超出航向的运动范围，航向传力挡块9使底座平板5与侧向传力平板4保持相对静止， 即侧向传力平板4与其下层的侧向滚动滚柱11之间不受摩擦力。当施加侧向载荷时，侧向 限位挡块7限制了侧向传力平板4侧向位移量超出侧向的运动范围，侧向传力挡块6使航 向传力平板3和侧向传力平板4保持相对静止，即航向传力平板3和侧向传力平板4之间 的滚柱10不受摩擦力。在顶面平板1沿侧向一侧固连有两个侧向加载固定耳片16，在侧向 传力平板4沿侧向另一侧固连有两个侧向加载耳片14 ；在航向传力平板3沿航向一侧固连 有两个航向加载耳片17，在顶面平板3沿航向另一侧有两个航向加载固定耳片15 ；在航向 传力平板3的沿航向两侧面上，相对侧面中心各对称布置两个航向连接耳片19。在底座平 板5四周边缘上，相对各边中心各对称布置两个起重耳片18。侧向加载耳片14和航向加载 耳片17分别用来施加侧向载荷和航向载荷。当施加航向载荷时，航向加载固定耳片15用 于将标定装置固定到地轨上；当施加侧向载荷时，侧向加载固定耳片16用于将标定装置固 定到地轨上。起重耳片18用于标定装置的吊运。航向连接耳片19用于将两个标定装置连 接起来。传感器2、航向传感器12和侧向传感器13分别用来测量垂向力、航向力和侧向力， 各传感器与顶面平板1和航向传力平板3之间的连接结构采用球面副连接，也可以用球铰 链或者球轴承结构代替，这样的特殊结构保证了受力方向只是单方向受力，提高了测量结 果的精度。方法实施例利用前述装置标定起落架载荷的方法具体实施步骤如下(a)将飞机的各起落架放置在上述起落架载荷标定装置上，调节各起落架的支柱压缩量，保持飞机水平放置。(b)测量航向载荷。测量起落架的航向摩擦力时，分为对拉和外拉两种状态进行载荷标定。对拉状态 按如下方法进行，在前起落架载荷标定装置的航向加载耳片17上施加逆飞机航向的航向 力，对左、右起落架的载荷标定装置的航向加载耳片17上分别施加顺飞机航向的航向力， 达到受力平衡，然后对飞机的航向载荷进行标定。将航向载荷Fx施加在航向加载耳片17上，两个航向力传力挡块9使底座平板5与 侧向传力平板4保持相对静止，此时航向传力平板3与其下层航向滚动滚柱10之间产生滚 动摩擦力Ff，顶面平板1与起落架轮胎之间产生航向摩擦力Ft，则有Fx = Ft+Ff，通过航向传 感器12测量航向摩擦力Ft。外拉状态按如下方法进行，在前起落架载荷标定装置的航向加载耳片17上施加 顺飞机航向的航向力，对左、右起落架载荷标定装置的航向加载耳片17上分别施加逆飞机 航向的航向力，达到受力平衡，然后再对飞机的航向载荷进行标定。对每一个起落架的航向 力标定方法如下将航向载荷Fx施加在航向加载耳片17上，航向力传力挡块9将使底座平板5与侧 向传力平板4保持相对静止，此时航向传力平板3与其下层航向滚动滚柱10之间产生滚动 摩擦力Ff，顶面平板1和轮胎之间将产生航向摩擦力Ft，选取顶面平板1和航向传力平板3 作为整体分析，则有Fx = Ft+Ff，通过航向传感器12测量航向摩擦力Ft。(c)测量侧向载荷。测量起落架的侧向摩擦力时，分为对拉和外拉两种状态进行载荷标定。左、右起落 架侧向力标定的对拉状态按下面的方法进行，在左、右起落架载荷标定装置的侧向加载耳 片14上分别沿飞机侧向指向飞机内侧施加侧向力，达到受力平衡，然后对左、右起落架的 侧向载荷进行标定。将侧向载荷Fz施加在侧向加载耳片14上，此时，侧向力传力挡块6使航向传力平 板3和侧向传力平板4保持相对静止，此时侧向传力平板4与其下层侧向滚动滚柱11之间 产生滚动摩擦力Ff，顶面平板1和轮胎之间将产生摩擦力Fa，选取顶面平板1、航向传力平 板3、侧向传力平板4和侧向力传力挡块6作为整体分析，则有Fz = Fa+Ff。通过侧向传感 器13可以直接将侧向摩擦力Fa测出。左、右起落架侧向力标定的外拉状态按如下方法进行，在左、右起落架载荷标定装 置的侧向加载耳片14上分别沿飞机侧向指向飞机外侧施加侧向力，达到受力平衡，然后对 左、右起落架的侧向载荷进行标定。将侧向载荷Fz施加在侧向加载耳片14上，此时，侧向力传力挡块6使航向传力平 板3和侧向传力平板4保持相对静止，此时侧向传力平板4与其下层侧向滚动滚柱11之间 产生滚动摩擦力Ff，顶面平板1和轮胎之间将产生摩擦力Fa，选取顶面平板1、航向传力平 板3、侧向传力平板4和侧向力传力挡块6作为整体分析，则有Fz = Fa+Ff。通过侧向传感 器13可以直接将侧向摩擦力Fa测出。前起落架侧向力标定的对拉状态按下面的方法进行，在前起落架载荷标定装置的 航向加载耳片17上施加逆飞机航向的航向力，在侧向加载耳片14上施加沿飞机侧向指向 飞机左侧的侧向力，在左起落架载荷标定装置的航向加载耳片14上施加顺飞机航向的航向力，在侧向加载耳片14上施加沿飞机侧向指向飞机内侧的侧向力，达到受力平衡，然后 对前起落架的侧向载荷进行标定。前起落架的航向力和后起落架的航向力产生的力矩同前起落架的侧向力与左起 落架的侧向力产生的力矩相互抵消。将侧向载荷Fz施加在侧向加载耳片14上，此时，侧向 力传力挡块6使航向传力平板3和侧向传力平板4保持相对静止，此时侧向传力平板4与 其下层侧向滚动滚柱11之间产生滚动摩擦力Ff，顶面平板1和轮胎之间将产生摩擦力Fa， 选取顶面平板1、航向传力平板3、侧向传力平板4和侧向力传力挡块6作为整体分析，则有 Fz = Fa+Ff。通过侧向传感器13可以直接将侧向摩擦力Fa测出。前起落架侧向力标定的外拉状态按如下方法进行，在前起落架载荷标定装置的航 向加载耳片17上施加顺飞机航向的航向力，在侧向加载耳片14上施加沿飞机侧向指向飞 机右侧的侧向力，在左起落架载荷标定装置的航向加载耳片17上施加逆飞机航向的航向 力，在侧向加载耳片14上施加沿飞机侧向指向飞机外侧的侧向力，达到受力平衡后，对飞 机前起落架的侧向力进行标定。对每一个起落架上的侧向受力分析如下前起落架的航向力和后起落架的航向力产生的力矩同前起落架的侧向力与左起 落架的侧向力产生的力矩相互抵消。将侧向载荷Fz施加在侧向加载耳片14上，此时，侧向 力传力挡块6使航向传力平板3和侧向传力平板4保持相对静止，此时侧向传力平板4与 其下层侧向滚动滚柱11之间产生滚动摩擦力Ff，顶面平板1和轮胎之间将产生摩擦力Fa， 选取顶面平板1、航向传力平板3、侧向传力平板4和侧向力传力挡块6作为整体分析，则有 Fz = Fa+Ff。通过侧向传感器13可以直接将侧向摩擦力Fa测出。(d)施加校验载荷。在前起落架的载荷标定装置的航向传力平板3上的航向加载 耳片17施加顺航向的载荷，同时在左、右起落架的载荷标定装置的航向加载耳片17上分别 施加逆飞机航向的航向载荷，在左、右起落架载荷标定装置的侧向加载耳片14上分别施加 沿飞机侧向指向内侧的载荷。通过航向传感器12和侧向传感器13分别对起落架的航向力 和侧向力进行标定。施加校验载荷用于检测飞机起落架的在组合工况条件下能否满足工作 需求。前起落架的顺航向载荷和左右起落架的逆航向载荷达到平衡状态，这种状态类似于 左、右起落架的对拉状态。将侧向载荷Fz施加在侧向加载耳片14上，此时，侧向力传力挡块 6使航向传力平板3和侧向传力平板4保持相对静止，此时侧向传力平板4与其下层侧向 滚动滚柱11之间产生滚动摩擦力Ff，顶面平板1和轮胎之间将产生摩擦力Fa，选取顶面平 板1、航向传力平板3、侧向传力平板4和侧向力传力挡块6作为整体分析，则有Fz = Fa+Ff。 通过侧向传感器13可以直接将侧向摩擦力Fa测出。(e)测量垂向载荷。在飞机机身上添加悬重，悬重在飞机上应对称加载，以保持飞 机整体水平，不发生倾斜。通过改变悬重的质量可以对飞机进行不同工况的载荷的加载。测 量的垂向载荷将通过顶面平板1和航向传力平板3之间四个角处的传感器2直接测出。(f)同时测量两个后起落架的航向摩擦力时，进行航向载荷组合标定。通过起落架 载荷标定装置的两个航向连接耳片19将两个标定装置连接起来，对其中一个起落架载荷 标定装置的航向加载耳片17施加航向载荷时，通过航向连接耳片19将载荷传递到另一个 起落架载荷标定装置上，从而实现航向载荷的组合标定。测量此时的航向摩擦力时，将航向载荷Fx施加在航向加载耳片17上，其中标定装 置上航向力传力挡块9将使底座平板5与侧向传力平板4保持相对静止，此时航向传力平板3与其下层航向滚动滚柱10之间产生滚动摩擦力Ffl，顶面平板1和轮胎之间将产生航 向摩擦力Ftl，两个起落架载荷标定装置通过之间的航向连接耳片19连接，另一个起落架载 荷标定装置的航向传力平板3与其下层航向滚动滚柱10之间将产生滚动摩擦力Ff2，顶面 平板1和轮胎之间将产生航向摩擦力Ft2，选取两个标定装置的顶面平板1和航向传力平板 3作为整体分析，则有Fx = Ffl+Ftl+Ff2+Ft2，通过两个后起落架载荷标定装置上的航向传感器 12分别测出Ftl和Ft2。
权利要求1.一种起落架载荷标定装置，包括顶面平板(1)、传感器O)、航向传力平板(3)、侧向 传力平板⑷、底座平板(5)、侧向力传力挡块(6)、侧向限位挡块(7)、航向限位挡块⑶、航 向力传力挡块(9)、航向滚动滚柱(10)和侧向滚动滚柱(11)，其特征在于还包括航向传感 器(12)、侧向传感器(13)、侧向加载耳片(14)、航向加载固定耳片(15)、侧向加载固定耳片 (16)、航向加载耳片(17)、起重耳片(18)和航向连接耳片(19)；底座平板(5)与侧向传力平板⑷之间布置侧向滚动滚柱(11)，侧向滚动滚柱(11)共 八排，每排各(1 列；侧向传力平板(4)与航向传力平板C3)之间布置航向滚动滚柱(10)， 航向滚动滚柱(10)共八排，每排各(15)列，航向滚动滚柱(10)与侧向滚动滚柱(11)方向 上成空间90度布置，在航向传力平板C3)与顶面平板(1)之间，位于航向传力平板C3)的四 个角上布置四个传感器O)；在航向传力平板(3)的沿侧向两边中部各布置一个航向传感 器(1 ；在航向传力平板(3)的沿航向两边中部各布置一个侧向传感器(1 ；三种传感器 与顶面平板(1)与航向传力平板C3)之间采用连接结构连接；在底座平板( 沿航向两侧 上表面边缘上，相对边线中心各对称布置两个航向限位挡块(8)；在底座平板( 沿侧向两 侧上表面边缘上，相对边线中心各对称布置两个侧向限位挡块(7)；在底座平板(5)沿航向 两侧与侧向传力平板(4)紧靠两个航向力传力挡块(9)；在侧向传力平板(4)沿侧向两侧 与航向传力平板C3)紧靠两个侧向力传力挡块(6)；所有挡块与平板之间均通过螺栓联接； 在顶面平板(1)沿侧向一侧固连有两个侧向加载固定耳片(16)，在侧向传力平板(4)沿侧 向另一侧固连有两个侧向加载耳片(14)；在航向传力平板C3)沿航向一侧固连有两个航向 加载耳片(17)，在顶面平板(1)沿航向另一侧有两个航向加载固定耳片(1 ；在航向传力 平板(3)的沿航向两侧面上，相对侧面中心各对称布置两个航向连接耳片(19)；在底座平 板(5)四周上表面边缘，相对各边中心各对称布置两个起重耳片(18)；所述传感器⑵用于测量垂向力；所述航向传感器(12)和侧向传感器(13)分别用来 测量航向力和侧向力，所述侧向加载耳片(14)用来施加侧向载荷，所述航向加载耳片(17) 用来施加航向载荷，所述航向加载固定耳片(1 和侧向加载固定耳片(16)用于固定标定 装置；所述起重耳片(18)用于吊运标定装置；所述航向连接耳片(19)用于将两个标定装 置组合使用。
2.根据权利要求1所述的起落架载荷标定装置，其特征在于所述连接结构是球面副。
3.根据权利要求1所述的起落架载荷标定装置，其特征在于所述连接结构是球铰链。
4.根据权利要求1所述的起落架载荷标定装置，其特征在于所述连接结构是球轴承。
专利摘要本实用新型公开了一种起落架载荷标定装置，用于解决现有的起落架载荷标定装置标定精度低的技术问题。技术方案是在顶面平板与航向传力平板之间四角布置四个传感器，用于测量垂向力。四个传感器采用剪力传感器，不受力作用点位置变化的影响，不涉及力的解耦问题；顶面平板、航向传力平板与传感器、航向传感器、侧向传感器之间采用球面铰链或球面轴承等连接结构连接，从而保证了每个传感器只感受一个方向的作用力，提高了起落架载荷标定装置的标定精度。
文档编号G01L5/16GK201917422SQ20102066257
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者宁方立, 张娟, 张文治, 施纪泽, 李建华, 王康, 董梁 申请人:西北工业大学