大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統的製作方法

2023-06-11 11:23:41

本發明屬於測試技術領域，具體涉及一種大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統。

背景技術：

重量大於2.5噸的大型飛行器在預研過程中，需要對飛行器的整體性能指標進行全方位的考核，但由於成本方面的考慮，往往很難進行多次試飛試驗，為此業內普遍採用的方法是設計一種能夠實時模擬飛行器飛行姿態的模擬裝置。

如圖1所示，大型飛行器飛行姿態模擬裝置具有三個運動自由度：偏航、俯仰和滾轉運動，其包括平臺基座1、底座2、滾轉傳動機構3、俯仰圓弧導軌4、飛行器5、飛行器夾具6、俯仰框架7、滾轉圓弧導軌8、滾轉框架9、俯仰傳動機構10、偏航框架11和偏航傳動機構12。傳統大尺寸環境下角度位置反饋系統是基於非接觸式光電掃描原理，在框架上固定圓光柵尺，在基座上固定讀數頭，採用讀數頭掃描圓光柵尺上的參考點獲取位置信息。由於飛行器外形尺寸大，而且重量大於2.5噸，俯仰框架7和滾轉框架9是以開放式的圓弧導軌作為旋轉軸系，導致整個框架不可避免的會發生變形，當框架的變形量超出了讀數頭的光電掃描誤差範圍時，讀數頭將無法掃描到光柵而獲取角度位置。

技術實現要素：

本發明需要解決的技術問題為：提出一種大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統，解決在承受負載較重、轉角範圍較大的條件下飛行模擬裝置偏航、俯仰和滾轉軸的姿態反饋問題。

本發明的技術方案如下所述：

一種大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統，在大型飛行器飛行姿態模擬裝置的俯仰軸系、滾轉軸系、偏航軸系的伺服電機輸出軸上分別設置角度編碼器，直接對各軸系伺服電機的輸出進行位置閉環。

通過俯仰、滾轉、偏航各軸系減速器的減速比和各軸系大、小直徑齒輪之間的傳動比，計算得到各框架轉動角度。

本發明的有益效果為：

本發明的一種大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統，能夠有效避免框架結構變形對角度反饋信號的影響，可靠性高、環境適應性強，已經成功應用於兩個不同型號的飛行器的飛行姿態仿真。

附圖說明

圖1為大型飛行器飛行姿態模擬裝置結構示意圖；

圖2為俯仰軸系的大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統結構示意圖。

圖中，1-平臺基座，2-底座，3-滾轉傳動機構，4-俯仰圓弧導軌，5-飛行器，6-飛行器夾具，7-俯仰框架，8-滾轉圓弧導軌，9-滾轉框架，10-俯仰傳動機構，11-偏航框架，12-偏航傳動機構，13-伺服電機，14-減速器，15-小直徑圓柱齒輪，16-角度編碼器，17-大直徑圓柱齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統進行詳細說明。

本發明的大型飛行器飛行姿態模擬裝置角度反饋系統，在俯仰軸系、滾轉軸系、偏航軸系的伺服電機13輸出軸上分別設置角度編碼器16，直接對各軸系伺服電機13的輸出進行位置閉環，排除了框架變形對角度反饋的影響。

如圖2所示，以俯仰軸係為例：伺服電機13安裝在滾轉框架9上，伺服電機13通過減速器14減速，驅動小直徑圓柱齒輪15，從而帶動大直徑圓柱齒輪17沿俯仰圓弧導軌4作俯仰運動，角度編碼器16安裝在伺服電機13的輸出軸上，即安裝在小直徑圓柱齒輪15的連接軸上。

根據減速器14的減速比和大、小直徑齒輪之間的傳動比，當伺服電機13轉動n1圈時，傳遞到角度編碼器16所在的小直徑圓柱齒輪15連接軸轉動n2圈，由於小直徑圓柱齒輪15與大直徑圓柱齒輪17之間的傳動比是一定的，即可以得出俯仰框架7的轉動角度。

由此可見，即使俯仰框架7的變形量較大，也可以避免結構變形對俯仰角度反饋信號的影響。

偏航軸系和滾轉軸系採用了與俯仰軸系相同的角度反饋方案，即在伺服電機13輸出軸上設置角度編碼器16。