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組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺的制作方法
【專利摘要】組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，包括：試驗(yàn)臺底座，提供安裝及支撐平臺并具有減振功能；收放模擬機(jī)構(gòu)，真實(shí)模擬被測組合鏡的收放過程，并記錄收放次數(shù)及力學(xué)參數(shù)，為組合鏡的可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)；頭部模型質(zhì)心處安裝有三軸力及加速度傳感器，實(shí)時記錄各方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出鎖緊力大小及對飛行員的傷害程度；移動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)頭部模型的高度及前后左右的移動，真實(shí)模擬飛行員與組合鏡的相對位置；假人推動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動頭部模型以一定的速度及加速度與組合鏡發(fā)生碰撞。該試驗(yàn)臺即能完成組合鏡鎖緊力的測量，又可以檢測組合鏡的極限收放次數(shù)，并且實(shí)時檢測收放過程中的力學(xué)參數(shù)，為組合鏡的在實(shí)際應(yīng)用過程中各參數(shù)設(shè)置提供參考依據(jù)。
【專利說明】組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的民航飛機(jī)沒有加裝平顯，只能依靠傳統(tǒng)的“儀表”提供信息，由駕駛員操縱飛機(jī)完成起飛、盤旋、著陸等任務(wù)。儀表位在駕駛員視線的前下方，而機(jī)外跑道等場景位于駕駛員視線的正前方。交替觀察前下方儀表和正前方場景，駕駛員需要轉(zhuǎn)移視線。艙內(nèi)、艙外照度往往不同，交替觀察艙內(nèi)儀表和正艙外場景，駕駛員的眼睛需要亮暗適應(yīng)。從視覺生理角度考察，視線轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)近調(diào)焦、亮暗適應(yīng)都需要花費(fèi)時間。因此，交替觀察儀表和場景，駕駛員會有視覺中斷，或者說，駕駛員不能得到對于儀表或場景的連續(xù)觀察。對于儀表和場景的視覺中斷或者不連續(xù)觀察，恰恰是諸多民機(jī)事故發(fā)生的原因。民機(jī)平顯能把儀表信息直接迭加在場景上，并把這些信息成象于無窮遠(yuǎn)處，平顯還有字符信息亮度調(diào)控能力，能使字符信息與場景保持合適對比。駕駛員無需花費(fèi)時間用于視線轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)近調(diào)焦和亮暗適進(jìn)行交替觀察，即能同時看清信息和場景。也就是說，民機(jī)平顯解決了駕駛員視覺中斷或者對于信息和場景不能連續(xù)觀察的問題，因此平顯的使用，大幅減少了民航飛機(jī)的事故。但是在使用平顯組合鏡時，倘若旋轉(zhuǎn)鎖緊力太大，不僅飛行員在收起及放下組合鏡時費(fèi)力，而且一旦飛機(jī)突然減速飛行員身體前傾，飛行員額頭便會與組合鏡發(fā)生碰撞，由于鎖緊力較大組合鏡無法脫鎖自轉(zhuǎn)從而對飛行員造成傷害；倘若旋轉(zhuǎn)鎖緊力比較小，那么只要飛機(jī)在空中機(jī)動，組合鏡便會脫鎖旋轉(zhuǎn)，對飛行員操作飛機(jī)非常不利，因此鎖緊力的大小至關(guān)重要，目前各研宄單位沒有明確鎖緊力研宄裝置，并且轉(zhuǎn)軸的壽命更無法測得，無法保證設(shè)備使用過程可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其即能夠完成組合鏡鎖緊力的測量，又可以檢測組合鏡的極限收放次數(shù)，并且能夠?qū)崟r檢測組合鏡收放過程中的力學(xué)參數(shù)的變化，在不破拆組合鏡的情況下，安裝定位十分方便，為組合鏡的在實(shí)際應(yīng)用過程中鎖緊力的設(shè)置及收放過程的設(shè)置提供參考依據(jù)。
[0004]本實(shí)用新型提供一種組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，包括:試驗(yàn)臺底座，提供安裝及支撐平臺，并具有減振功能；組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)，安裝在試驗(yàn)平臺的側(cè)壁上，真實(shí)模擬被測組合鏡的收起狀態(tài)、使用狀態(tài)及兩種狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換過程，并記錄收放次數(shù)及收放過程的力學(xué)變化，為被測組合鏡的可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)；頭部模型及移動機(jī)構(gòu)，頭部模型根據(jù)真人頭部結(jié)構(gòu)、形狀及質(zhì)量采用用復(fù)合材料制作而成，符合適航當(dāng)局的ATD標(biāo)準(zhǔn)，頭部模型質(zhì)心處安裝有三軸力傳感器和三軸加速度傳感器，以便實(shí)時記錄試驗(yàn)過程中三個方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出鎖緊力大小及對飛行員的傷害程度，移動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)頭部模型的高度及前后左右的移動，真實(shí)模擬飛行員與組合鏡的相對位置；假人推動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動頭部模型以一定的速度及加速度與組合鏡發(fā)生碰撞；緩沖機(jī)構(gòu)，頭部模型發(fā)生碰撞后對頭部模型起到緩沖作用，減小對整個平臺的沖擊。
[0005]試驗(yàn)臺底座由光學(xué)隔振平臺、安裝平臺及隔振墊等組成，用于承載相應(yīng)裝置的自重及試驗(yàn)過程中的各類試驗(yàn)載荷，光學(xué)隔振平臺底部設(shè)計(jì)有隔振墊并通過地腳螺栓固定在實(shí)驗(yàn)室地基上，地基四周設(shè)置隔振溝，最大限度地降低振動對試驗(yàn)結(jié)果的干擾以及試驗(yàn)過程產(chǎn)生振動對周圍試驗(yàn)設(shè)備的影響；優(yōu)選地，在光學(xué)隔振平臺上部設(shè)計(jì)有安裝平臺，安裝平臺上開有T型槽，以便于模擬機(jī)構(gòu)的安裝、位置調(diào)試、固定。
[0006]組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)包括:被試組合鏡、被試件連接板、收放機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)臺側(cè)壁及電機(jī)驅(qū)動單元等；試驗(yàn)臺側(cè)壁是組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)臺底座間的過渡件，用于安裝和承載相關(guān)部件，優(yōu)選地，試驗(yàn)臺側(cè)壁通過T型螺栓固定在試驗(yàn)臺底座上。
[0007]作為優(yōu)選，被測組合鏡通過被試件連接板固定在試驗(yàn)臺側(cè)壁上，被試件連接板設(shè)計(jì)有定位銷，保證收放臂旋軸與組合鏡回轉(zhuǎn)軸的同軸度；通過組合鏡上的搖臂機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)收放臂與支座間相對擺動，來真實(shí)模擬飛行員手指撥動組合鏡的收放過程。
[0008]作為優(yōu)選，收放機(jī)構(gòu)為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，將組合鏡定角度的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即曲柄旋轉(zhuǎn)一個周期，組合鏡完成一個擺動周期；連桿與曲柄、連桿與搖臂間均通過鉸銷連接，連桿鉸銷軸孔內(nèi)襯自潤滑軸承；搖臂驅(qū)動組合鏡擺動，所述搖臂是由搖臂本體、搖臂手指等組成的一個組件，搖臂手指上裝有微型力傳感器，可實(shí)時檢測收放臂收放過程中的操縱力，手指位置可通過安裝在搖臂本體上的頂絲微調(diào)，以保證搖臂軸線與組合鏡軸線重合及力傳感器可靠接觸；所述電機(jī)驅(qū)動單元，電機(jī)軸與曲柄相連接，為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連續(xù)轉(zhuǎn)動提供動力，并且電機(jī)轉(zhuǎn)速可控可調(diào)。
[0009]頭部模型及移動機(jī)構(gòu)，包括:頭部模型、假人脊柱、假人位置調(diào)整機(jī)構(gòu)等；作為優(yōu)選，頭部模型根據(jù)真人頭部結(jié)構(gòu)、形狀及質(zhì)量用復(fù)合材料制作而成，頭部質(zhì)心處安裝有三軸力傳感器和三軸加速度傳感器，能夠?qū)崟r檢測并記錄頭部碰撞組合鏡過程中三個方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出組合鏡鎖緊力大小及飛行員頭部傷害程度。
[0010]作為優(yōu)選，假人脊柱根據(jù)適航當(dāng)局ATD標(biāo)準(zhǔn)配種得到，包括上脊柱、下脊柱和脊柱調(diào)整絲杠；為調(diào)整假人脊柱的高度，上下脊柱之間設(shè)計(jì)有脊柱調(diào)整絲杠，脊柱調(diào)整絲杠兩端螺紋旋向相反，轉(zhuǎn)動脊柱調(diào)整絲杠，實(shí)現(xiàn)脊柱高度的調(diào)整；優(yōu)選地，絲杠均采用具有自鎖功能的TM33螺紋，方便假人脊柱高度的調(diào)整并使假人在調(diào)定高度可靠鎖定；脊柱下端通過鉸銷與假人支座鉸接，上端則通過法蘭與假人頭部連接。
[0011]作為優(yōu)選，假人位置調(diào)整分縱向和橫向兩個方向的位置調(diào)整，用于調(diào)整假人與組合鏡間相對位置關(guān)系，更真實(shí)的模擬飛行員意外碰撞組合鏡；縱向調(diào)整機(jī)構(gòu)支承導(dǎo)軌選用滾珠直線導(dǎo)軌，導(dǎo)軌支承在調(diào)整機(jī)構(gòu)底座上，滑塊與假人支座連接，縱向驅(qū)動螺母通過螺釘安裝在假人支座下部，縱向?qū)к墐啥嗽O(shè)有機(jī)械止檔，防止滑塊脫軌；橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)直接支承在試驗(yàn)臺底座上，通過試驗(yàn)臺上的T型槽和T形螺栓實(shí)現(xiàn)橫向?qū)颍瑱M向驅(qū)動螺母通過螺釘安裝在調(diào)整機(jī)構(gòu)底座下方，并通過試驗(yàn)平臺底座上的矩形開孔實(shí)現(xiàn)橫行極限位置的限定；假人橫向和縱向調(diào)整均由手輪通過絲杠傳動來實(shí)現(xiàn)；絲杠均采用具有自鎖功能的TM33螺紋，方便位置調(diào)整并使其在調(diào)定位置可靠鎖定。
[0012]假人驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括:假人加速導(dǎo)向套、假人推桿、液壓缸、油缸耳座等，所述假人加速導(dǎo)向套通過螺釘安裝在假人驅(qū)動底架頂面，其前側(cè)矩形開口用于假人加速導(dǎo)向，優(yōu)選地，加速導(dǎo)向套矩形開口兩側(cè)設(shè)置有鎖定器，將假人鎖定在其初始位置。
[0013]作為優(yōu)選，假人推桿安裝在加速導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔內(nèi)，其前端安裝聚氨酯橡膠，以減小對假人的沖擊，其后端通過鉸銷與油缸活塞桿鉸接；液壓缸通過耳座將液壓缸反力傳遞到假人支座上，所述液壓缸推力可通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力線性調(diào)整；液壓系統(tǒng)采取了小排量油泵和大容量蓄能器的設(shè)計(jì)方案，即降低成本、減小液壓站工作噪音，又保證試驗(yàn)時瞬間釋放出的大流量液壓油滿足試驗(yàn)的速度要求。
[0014]緩沖機(jī)構(gòu)，包括:假人反拉減速機(jī)構(gòu)及緩沖器組件；假人反拉減速機(jī)構(gòu)包括鋼絲繩、鋼絲繩鎖片、導(dǎo)向滾輪、配重塊和配重護(hù)罩等，鋼絲繩的一端固定在假人脊柱上，另一端跨過導(dǎo)向滾輪直接系在配重塊上，初始狀態(tài)，鋼絲繩鎖片與假人脊柱間鋼絲繩懸垂處于松弛狀態(tài)，碰撞后假人與鋼絲繩鎖片間鋼絲繩張緊，并帶動配重上行，實(shí)現(xiàn)假人碰撞組合鏡后迅速減速，以減小假人對末端緩沖器的沖擊。
[0015]作為優(yōu)選，緩沖器組件采用吸震、緩沖能力俱佳的液壓緩沖器，并在緩沖器活塞桿端頭串聯(lián)一個特質(zhì)聚氨酯橡膠緩沖器，可有效地吸收碰撞后假人的殘余能量；緩沖器組件安裝在假人位置調(diào)整機(jī)構(gòu)支座上，可隨支座一起移動。
[0016]本實(shí)用新型即能夠完成組合鏡鎖緊力的測量，又可以檢測組合鏡的極限收放次數(shù)，并且能夠?qū)崟r檢測組合鏡收放過程中的力學(xué)參數(shù)的變化，為組合鏡的在實(shí)際應(yīng)用過程中鎖緊力的設(shè)置及收放過程的設(shè)置提供參考依據(jù)。
[0017]整套機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)巧妙、高度集成化，可完成組合鏡收放、鎖緊力測試、飛行員頭部碰撞等模擬試驗(yàn)，在不破拆組合鏡的情況下，安裝定位十分方便，具有開放性、柔性設(shè)計(jì)、精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺軸測圖；
[0020]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺擺動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺擺動機(jī)構(gòu)軸測圖；
[0022]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺緩沖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺假人脊柱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施方式的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺移動平臺結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖中:1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；2、側(cè)壁；3、組合鏡；4、支撐側(cè)板；5、緩沖機(jī)構(gòu)；6、被試件連接板；7、頭部模型；8、頸部；9、軀干等效機(jī)構(gòu)；10、假人加速導(dǎo)向套；11、鋼絲繩；12、液壓缸；13、支撐平臺；14、拉繩鎖扣機(jī)構(gòu)；15、護(hù)罩；16、導(dǎo)軌；17、絲杠；18、手搖輪I ;19、底部平臺；20、手搖輪2 ;21、隔振墊；22、電機(jī)主軸；23、曲柄；24、搖臂；25、力傳感器I ;26、搖臂；27、力傳感器2 ;28、力傳感器3 ;29、緩沖過渡頭；30、液壓緩沖器；31、外部支撐架；32、液壓緩沖器高度調(diào)整器；33、上脊柱；34、脊柱調(diào)整絲杠；35、下脊柱；36、編碼器；37、安裝平臺；38、假人推桿；39、油缸耳座。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0027]如附圖所示，一種組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，包括:試驗(yàn)臺底座，提供安裝及支撐平臺，并具有減振功能；組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)，安裝在試驗(yàn)平臺的側(cè)壁上，真實(shí)模擬被測組合鏡的收起狀態(tài)、使用狀態(tài)及兩種狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換過程，并記錄收放次數(shù)及收放過程的力學(xué)變化，為被測組合鏡的可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)；頭部模型及移動機(jī)構(gòu)，頭部模型根據(jù)真人頭部結(jié)構(gòu)、形狀及質(zhì)量采用用復(fù)合材料制作而成，符合適航當(dāng)局的ATD標(biāo)準(zhǔn)，頭部模型質(zhì)心處安裝有三軸力傳感器和三軸加速度傳感器，以便實(shí)時記錄試驗(yàn)過程中三個方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出鎖緊力大小及對飛行員的傷害程度，移動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)頭部模型的高度及前后左右的移動，真實(shí)模擬飛行員與組合鏡的相對位置；假人推動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動頭部模型以一定的速度及加速度與組合鏡發(fā)生碰撞；緩沖機(jī)構(gòu)，頭部模型發(fā)生碰撞后對頭部模型起到緩沖作用，減小對整個平臺的沖擊。
[0028]試驗(yàn)臺底座由光學(xué)隔振平臺19、安裝平臺37及隔振墊21等組成，用于承載相應(yīng)裝置的自重及試驗(yàn)過程中的各類試驗(yàn)載荷，光學(xué)隔振平臺19底部設(shè)計(jì)有隔振墊21并通過地腳螺栓固定在實(shí)驗(yàn)室地基上，地基四周設(shè)置隔振溝，最大限度地降低振動對試驗(yàn)結(jié)果的干擾以及試驗(yàn)過程產(chǎn)生振動對周圍試驗(yàn)設(shè)備的影響；優(yōu)選地，在光學(xué)隔振平臺19上部設(shè)計(jì)有安裝平臺37，安裝平臺上開有T型槽，以便于模擬機(jī)構(gòu)的安裝、位置調(diào)試、固定。
[0029]組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)包括:被試組合鏡3、被試件連接板6、收放機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)臺側(cè)壁2及電機(jī)驅(qū)動單元等；試驗(yàn)臺側(cè)壁2是組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)安裝平臺37座間的過渡件，用于安裝和承載相關(guān)部件，優(yōu)選地，試驗(yàn)臺側(cè)壁2通過T型螺栓固定在安裝平臺37上。
[0030]作為優(yōu)選，被測組合鏡3通過被試件連接板6固定在試驗(yàn)臺側(cè)壁2上，被試件連接板6設(shè)計(jì)有定位銷，保證收放臂旋軸與組合鏡回轉(zhuǎn)軸的同軸度；通過組合鏡上的搖臂機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)收放臂與支座間相對擺動，來真實(shí)模擬飛行員手指撥動組合鏡的收放過程。
[0031 ] 作為優(yōu)選，收放機(jī)構(gòu)為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)I，將組合鏡3定角度的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為曲柄23的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即曲柄23 —個周期，組合鏡3完成一個擺動周期；連桿24與曲柄23、連桿24與搖臂26間均通過鉸銷連接，連桿鉸銷軸孔內(nèi)襯自潤滑軸承；搖臂26驅(qū)動組合鏡擺動，所述搖臂26是由搖臂本體、搖臂手指等組成的一個組件，搖臂手指上裝有微型力傳感器(25、27)，可實(shí)時檢測收放臂收放過程中的操縱力，手指位置可通過安裝在搖臂本體上的頂絲微調(diào)，以保證搖臂軸線與組合鏡軸線重合及力傳感器可靠接觸；所述電機(jī)驅(qū)動單元，電機(jī)軸與曲柄23相連接，為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)I的連續(xù)轉(zhuǎn)動提供動力，并且電機(jī)轉(zhuǎn)速可控可調(diào)。
[0032]頭部模型及移動機(jī)構(gòu)，包括:頭部模型7、假人脊柱、假人位置調(diào)整機(jī)構(gòu)等；作為優(yōu)選，頭部模型7根據(jù)真人頭部結(jié)構(gòu)、形狀及質(zhì)量用復(fù)合材料制作而成，頭部質(zhì)心處安裝有三軸力傳感器和三軸加速度傳感器，能夠?qū)崟r檢測并記錄頭部碰撞組合鏡過程中三個方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出組合鏡鎖緊力大小及飛行員頭部傷害程度。
[0033]作為優(yōu)選，假人脊柱根據(jù)適航當(dāng)局ATD標(biāo)準(zhǔn)配種得到，包括上脊柱33、下脊柱35和脊柱調(diào)整絲杠34 ;為調(diào)整假人脊柱的高度，上下脊柱之間設(shè)計(jì)有脊柱調(diào)整絲杠34，脊柱調(diào)整絲杠34兩端螺紋旋向相反，轉(zhuǎn)動脊柱調(diào)整絲杠34，實(shí)現(xiàn)脊柱高度的調(diào)整；優(yōu)選地，絲杠均采用具有自鎖功能的TM33螺紋，方便假人脊柱高度的調(diào)整并使假人在調(diào)定高度可靠鎖定；脊柱下端通過鉸銷與假人支座鉸接，上端則通過法蘭與假人頭部連接。
[0034]作為優(yōu)選，假人位置調(diào)整分縱向和橫向兩個方向的位置調(diào)整，用于調(diào)整假人與組合鏡間相對位置關(guān)系，更真實(shí)的模擬飛行員意外碰撞組合鏡；縱向調(diào)整機(jī)構(gòu)支承導(dǎo)軌選用滾珠直線導(dǎo)軌16，導(dǎo)軌支承在調(diào)整機(jī)構(gòu)底座上，滑塊與假人支座連接，縱向驅(qū)動螺母通過螺釘安裝在假人支座下部，縱向?qū)к墐啥嗽O(shè)有機(jī)械止檔，防止滑塊脫軌；橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)直接支承在試驗(yàn)臺底座上，通過試驗(yàn)臺上的T型槽和T形螺栓實(shí)現(xiàn)橫向?qū)颍瑱M向驅(qū)動螺母通過螺釘安裝在調(diào)整機(jī)構(gòu)底座下方，并通過試驗(yàn)平臺底座上的矩形開孔實(shí)現(xiàn)橫行極限位置的限定；假人橫向和縱向調(diào)整均由手輪(18或\和20)通過絲杠傳動來實(shí)現(xiàn)；絲杠均采用具有自鎖功能的TM33螺紋，方便位置調(diào)整并使其在調(diào)定位置可靠鎖定。
[0035]假人驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括:假人加速導(dǎo)向套10、假人推桿38、液壓缸12、油缸耳座39等，所述假人加速導(dǎo)向套10通過螺釘安裝在假人驅(qū)動底架頂面，其前側(cè)矩形開口用于假人加速導(dǎo)向，優(yōu)選地，加速導(dǎo)向套矩形開口兩側(cè)設(shè)置有鎖定器，將假人鎖定在其初始位置。
[0036]作為優(yōu)選，假人推桿38安裝在加速導(dǎo)向套的導(dǎo)向孔內(nèi)，其前端安裝聚氨酯橡膠，以減小對假人的沖擊，其后端通過鉸銷與油缸活塞桿鉸接；液壓缸12通過耳座將液壓缸反力傳遞到假人支座39上，所述液壓缸推力可通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力線性調(diào)整；液壓系統(tǒng)采取了小排量油泵和大容量蓄能器的設(shè)計(jì)方案，即降低成本、減小液壓站工作噪音，又保證試驗(yàn)時瞬間釋放出的大流量液壓油滿足試驗(yàn)的速度要求。
[0037]緩沖機(jī)構(gòu)，包括:假人反拉減速機(jī)構(gòu)及緩沖器組件；假人反拉減速機(jī)構(gòu)包括鋼絲繩11、鋼絲繩鎖片14、配重塊和配重護(hù)罩15等，鋼絲繩11的一端固定在假人脊柱上35，另一端跨過導(dǎo)向滾輪直接系在配重塊上，初始狀態(tài)，鋼絲繩鎖片14與假人脊柱35之間鋼絲繩懸垂處于松弛狀態(tài)，碰撞后假人脊柱35與鋼絲繩鎖片14之間的鋼絲繩張緊，并帶動配重上行，實(shí)現(xiàn)假人碰撞組合鏡后迅速減速，以減小假人對末端緩沖器的沖擊。
[0038]作為優(yōu)選，緩沖器組件采用吸震、緩沖能力俱佳的液壓緩沖器30，并在緩沖器活塞桿端頭串聯(lián)一個特質(zhì)聚氨酯橡膠緩沖器29，可有效地吸收碰撞后假人的殘余能量；緩沖器組件安裝在假人位置調(diào)整機(jī)構(gòu)支座上，可隨支座一起移動。
[0039]組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺的一個示例性實(shí)施方式的工作方式如下，也可以其它方式工作。
[0040]如附圖所示，在進(jìn)行組合鏡收放可靠性實(shí)驗(yàn)時，首先將假人模擬裝置移至試驗(yàn)平臺邊緣極限位置(遠(yuǎn)離組合鏡3方向)，給組合鏡3收放讓開足夠空間；調(diào)整搖臂26手指位置使撥臂26軸線與組合鏡3軸線重合、兩側(cè)手指處力傳感器25、27剛好與收放臂接觸；檢查實(shí)驗(yàn)裝置各固定螺釘、螺栓緊固可靠，各運(yùn)動件無卡阻；接通電機(jī)驅(qū)動單元電源、啟動試驗(yàn)裝置；通過安裝在試驗(yàn)臺側(cè)壁4上的接近開關(guān)記錄組合鏡的擺動次數(shù)；通過力傳感器記錄組合鏡收放擺動過程中的操作力。系統(tǒng)自動統(tǒng)計(jì)組合鏡3收放臂轉(zhuǎn)軸失效時組合鏡的擺動次數(shù)，根據(jù)力傳感器檢測數(shù)據(jù)，擬合出組合鏡3操作力與其擺角間關(guān)系曲線，操作人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果評判收放臂的可靠性及研宄組合鏡操作力的變化規(guī)律。
[0041]在進(jìn)行組合鏡3鎖緊力試驗(yàn)時，首先將組合鏡3收放臂鎖定，通過橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)將假人模擬裝置移至組合鏡3正前方，并通過T型螺栓將橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)及該機(jī)構(gòu)上的相關(guān)裝置在試驗(yàn)臺上鎖定、就位；假人處于初始狀態(tài)，通過脊柱調(diào)整絲杠34，使頭部模型7質(zhì)心與組合鏡質(zhì)心位置平齊；轉(zhuǎn)動縱向手輪18，絲杠推動假人慢慢接近組合鏡；繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪18，使假人頭部模型7與組合鏡3接觸、直至組合鏡3翻轉(zhuǎn)；通過頭部模型7內(nèi)的三軸力傳感器，記錄假人與組合鏡3作用過程中的作用力；通過搖臂24上的力傳感器記錄假人與組合鏡作用過程中對收放臂的作用力；反轉(zhuǎn)手輪18，使其回到其初始位置。根據(jù)假人頭部與組合鏡作用過程中的頭部模型中力傳感器及搖臂上的力傳感器記錄的力學(xué)參數(shù)，合算出組合鏡的鎖緊力。
[0042]在進(jìn)行最佳確定最佳鎖緊力試驗(yàn)時，首先將組合鏡3收放臂鎖定，通過橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)將假人模擬裝置移至組合鏡3正前方，并通過T型螺栓將橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)及該機(jī)構(gòu)上的相關(guān)裝置在試驗(yàn)臺上鎖定、就位；假人處于初始狀態(tài)，通過脊柱調(diào)整絲杠34及縱向調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整假人頭部模型7與組合儀3的相對位置，真實(shí)模擬飛行員的初始碰撞狀態(tài)；液壓系統(tǒng)提供一定壓力和一定流量的液壓能，以滿足假人加速的要求，由于假人模擬試驗(yàn)是一種間歇式作業(yè)過程，為了降低成本、減小液壓站工作噪音，本試驗(yàn)平臺采取了小排量油泵和大容量蓄能器的設(shè)計(jì)方案:即啟動液壓系統(tǒng)，通過一個小排量泵連續(xù)為蓄能器供油，并使蓄能器液壓油充滿，通過控制器設(shè)定假人推力并啟動試驗(yàn)臺，蓄能器瞬間釋放出的大流量液壓油使假人加速，推動假人越過導(dǎo)向套內(nèi)10鎖定器加速擺動。碰撞組合鏡后，假人與鋼絲繩鎖片14間鋼絲繩11張緊，并帶動配重上行，此時配重塊重力做功，使假人減速下行。當(dāng)假人與緩沖器29接觸，緩沖器29吸收假人動能并最終使假人停止，假人停靠在緩沖器上。液壓缸的推力可通過在線調(diào)節(jié)安裝在蓄能器出口處的加壓閥來實(shí)現(xiàn)。
[0043]通過安裝在假人頭部7三軸力傳感器、三軸加速度傳感器記錄假人與組合鏡碰撞過程中碰撞力與沖擊加速度；通過搖臂上的力傳感器，記錄碰撞過程中碰撞力引起的組合鏡的反力；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后扶起試驗(yàn)假人，使其在導(dǎo)向套內(nèi)就位、恢復(fù)其初始位置；調(diào)節(jié)液壓缸工作壓力來改變液壓缸推力，重復(fù)以上步驟，進(jìn)行新一輪碰撞試驗(yàn)。
[0044]根據(jù)頭部模型中的三軸力傳感器和三軸加速度傳感器記錄數(shù)值，擬合整個實(shí)驗(yàn)中出碰撞力、沖擊加速度與作用時間關(guān)系曲線；根據(jù)搖臂上的力傳感器檢測數(shù)據(jù)，擬合出組合鏡受力與時間關(guān)系曲線，分析力的變化規(guī)律；根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析使組合鏡翻轉(zhuǎn)，假人頭部質(zhì)心的最小線速度、最小加速度和最小碰撞力，并分析碰撞力可能對駕駛?cè)藛T造成的傷害。
[0045]本實(shí)用新型即能夠完成組合鏡鎖緊力的測量，又可以檢測組合鏡的極限收放次數(shù)，并且能夠?qū)崟r檢測組合鏡收放過程中的力學(xué)參數(shù)的變化，為組合鏡的在實(shí)際應(yīng)用過程中鎖緊力的設(shè)置及收放過程的設(shè)置提供參考依據(jù)。
[0046]整套機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)巧妙、高度集成化，可完成組合鏡收放、鎖緊力測試、飛行員頭部碰撞等模擬試驗(yàn)，在不破拆組合鏡的情況下，安裝定位十分方便，具有開放性、柔性設(shè)計(jì)、精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0047]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，包括: 試驗(yàn)臺底座，提供安裝及支撐平臺，并具有減振功能； 組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)，安裝在試驗(yàn)平臺的側(cè)壁上，真實(shí)模擬被測組合鏡的收起狀態(tài)、使用狀態(tài)及兩種狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換過程，并記錄收放次數(shù)及收放過程的力學(xué)變化，為被測組合鏡的可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)； 頭部模型及移動機(jī)構(gòu)，頭部模型根據(jù)真人頭部結(jié)構(gòu)、形狀及質(zhì)量采用用復(fù)合材料制作而成，符合適航當(dāng)局的ATD標(biāo)準(zhǔn)，頭部模型質(zhì)心處安裝有三軸力傳感器和三軸加速度傳感器，以便實(shí)時記錄試驗(yàn)過程中三個方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出鎖緊力大小及對飛行員的傷害程度，移動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)頭部模型的高度及前后左右的移動，真實(shí)模擬飛行員與組合鏡的相對位置； 假人推動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動頭部模型以一定的速度及加速度與組合鏡發(fā)生碰撞； 緩沖機(jī)構(gòu)，頭部模型發(fā)生碰撞后對頭部模型起到緩沖作用，減小對整個平臺的沖擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，試驗(yàn)臺底座由光學(xué)隔振平臺、安裝平臺及隔振墊等組成，光學(xué)隔振平臺底部設(shè)計(jì)有隔振墊并通過地腳螺栓固定在實(shí)驗(yàn)室地基上，地基四周設(shè)置隔振溝，最大限度地降低振動對試驗(yàn)結(jié)果的干擾以及試驗(yàn)過程產(chǎn)生振動對周圍試驗(yàn)設(shè)備的影響；在光學(xué)隔振平臺上部設(shè)計(jì)有安裝平臺，安裝平臺上開有T型槽，以便于模擬機(jī)構(gòu)的安裝、位置調(diào)試、固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，組合鏡收放模擬機(jī)構(gòu)包括:被試組合鏡、被試件連接板、收放機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)臺側(cè)壁及電機(jī)驅(qū)動單元等；被測組合鏡通過被試件連接板固定在試驗(yàn)臺側(cè)壁上，被試件連接板設(shè)計(jì)有定位銷，保證收放臂旋軸與組合鏡回轉(zhuǎn)軸的同軸度；通過組合鏡上的搖臂機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)收放臂與支座間相對擺動，來真實(shí)模擬飛行員手指撥動組合鏡的收放過程；收放機(jī)構(gòu)為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，將組合鏡定角度的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；搖臂上裝有微型力傳感器，可實(shí)時檢測收放臂收放過程中的操縱力，手指位置可通過安裝在搖臂本體上的頂絲微調(diào)，以保證搖臂軸線與組合鏡軸線重合及力傳感器可靠接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，所述頭部模型及假人脊柱根據(jù)適航當(dāng)局ATD標(biāo)準(zhǔn)配種得到；頭部模型根據(jù)真人頭部結(jié)構(gòu)、形狀及質(zhì)量用復(fù)合材料制作而成，頭部質(zhì)心處安裝有三軸力傳感器和三軸加速度傳感器，能夠?qū)崟r檢測并記錄頭部碰撞組合鏡過程中三個方向上的力學(xué)參數(shù)和運(yùn)動學(xué)參數(shù)，并合算出組合鏡鎖緊力大小及飛行員頭部傷害程度；假人脊柱設(shè)計(jì)有脊柱調(diào)整絲杠，脊柱調(diào)整絲杠采用具有自鎖功能的TM33螺紋且兩端螺紋旋向相反，轉(zhuǎn)動脊柱調(diào)整絲杠，不僅實(shí)現(xiàn)脊柱高度的調(diào)整，而且方便假人脊柱高度的調(diào)整并使假人在調(diào)定高度可靠鎖定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，假人位置調(diào)整分縱向和橫向兩個方向的位置調(diào)整，用于調(diào)整假人與組合鏡間相對位置關(guān)系，更真實(shí)的模擬飛行員意外碰撞組合鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，所述假人加速導(dǎo)向套通過螺釘安裝在假人驅(qū)動底架頂面，其前側(cè)矩形開口用于假人加速導(dǎo)向，優(yōu)選地，加速導(dǎo)向套矩形開口兩側(cè)設(shè)置有鎖定器，將假人鎖定在其初始位置；液壓系統(tǒng)采取了小排量油泵和大容量蓄能器的設(shè)計(jì)方案，即降低成本、減小液壓站工作噪音，又保證試驗(yàn)時瞬間釋放出的大流量液壓油滿足試驗(yàn)的速度要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合鏡疲勞壽命綜合試驗(yàn)平臺，其特征在于，緩沖器組件采用吸震、緩沖能力俱佳的液壓緩沖器，并在緩沖器活塞桿端頭串聯(lián)一個特質(zhì)聚氨酯橡膠緩沖器，可有效地吸收碰撞后假人的殘余能量。
【文檔編號】G01L5/00GK204154475SQ201420445278
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】劉永光, 楊曉偉, 劉文磊, 王一軒, 高曉輝, 程楠楠, 孫健 申請人:北京航空航天大學(xué)