專利名稱：機載航空電子設備維修驗證平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種設備維修驗證平臺，特別是涉及一種機載航空電子設備維修驗證平臺。
背景技術：
飛機所搭載的航空電子設備眾多，且航空電子設備安裝緊湊、管線復雜，設備、管線安裝布局的合理性、維修通道設置的科學性對航空電子設備故障后的維修拆裝及維修拆裝的效率影響巨大，因此借助維修驗證平臺開展飛機機載航空電子設備維修拆裝及維修拆裝的效率驗證是支撐飛機維修性設計的重要手段和方法。目前，飛機機載航空電子設備維修拆裝及維修拆裝的效率驗證主要依托飛機物理樣機進行。具體方法是在飛機詳細設計完成、形成相應飛機的全尺寸物理樣機之后，在該物理樣機上模擬安裝航空電子設備以評估航空電子設備的安裝方式和布局的合理性。目前所采用的方法存在如下不足I)由于維修拆裝及效率驗證所依托物理樣機是在飛機詳細設計完成、布局已基本固化后才建立起來的，因此基于物理樣機進行的維修拆裝及效率驗證對改進飛機設計的效果有限。2)航空電子設備的安裝方式和布局的設計方案是隨飛機研制不斷調整的，而物理樣機集體和艙位結構相對固化，缺乏柔性，不能依據(jù)設計方案的不同進行靈活調整，降低了物理樣機在維修拆裝及效率驗證中的應用價值。3)由于物理樣機為依照飛機制造的全尺寸樣機，因此一個飛機機型必須建立一個對應的物理樣機，成本較高。4)物理樣機無法進行管路和電纜的連接模擬，對設備維修拆裝的仿真度有限，驗證結果與實際相比誤差較大。

實用新型內容為解決現(xiàn)有技術中存在的上述的一個或多個技術問題，本實用新型提供一種機載航空電子設備維修驗證平臺。本實用新型公開一種機載航空電子設備維修驗證平臺，包括承載該電子設備的艙體，以及支承該艙體的支架。艙體為內設有可變艙位的籠形艙體，可變艙位包括固定設置于該籠形艙體內的底板，設置于該底板之上可沿第一方向移動的活動背板以及與該底板和該活動背板連接的、可沿第二方向移動的活動側板。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的籠形艙體包括骨架與外覆于骨架外輪廓的蒙皮。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的蒙皮部分或全面外覆于骨架上。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的蒙皮設置有用于連通籠形艙體內部空間與艙外空間的開口。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的蒙皮為柔性蒙皮。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的柔性蒙皮包括多條彈簧板以及排列設置于所述彈簧板之上的多條管，所述多條管彼此鉸接。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的柔性蒙皮一側邊通過樞軸鉸接于骨架，該柔性蒙皮相對鉸接側邊的另一側邊為自由側邊，以該樞軸為軸轉動實現(xiàn)柔性蒙皮的開合。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的柔性蒙皮通過支撐驅動機構實現(xiàn)開合；所述支撐驅動機構包括固定于骨架上的驅動機構以及一端固定在柔性蒙皮內側的支撐絲杠，支撐絲杠穿設于驅動機構，且在驅動機構的旋轉驅動下線性移動。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的柔性蒙皮的鉸接側邊與自由側邊之間設置有限制柔性蒙皮的極限開合位置的限位裝置。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的底板下表面設置有驅動活動側板的側板驅動機構；底板上沿第一方向開設有第一通槽，活動側板通該第一通槽設置在側板驅動機構上；和/或者，底板下表面設置有驅動活動背板的背板驅動機構；底板上沿第二方向開設有第二通槽，活動背板通過第二通槽設置在背板驅動機構上。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的側板驅動機構和/或背板驅動機構包括光杠、絲杠、穿設絲杠的絲母以及伺服電機；光杠與絲杠通過軸承座固定在底板上；伺服電機帶動絲杠轉動；活動側板或活動背板固定在絲母上。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的該活動側板包括第一子側板、第二子側板以及第三子側板；第一子側板固定在絲母上；第二子側板上下兩側邊分別設置導軌；第三子側板通過線性軸承部件安裝在設置于活動背板上的線性軸承滑桿；第三子側板和第一子側板分別設置在導軌上。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的活動側板數(shù)量為二。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的艙體通過萬向節(jié)連接到設置于支架上的升降機構。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的艙體通過艙位旋轉調節(jié)機構連接于萬向節(jié)上。本實用新型公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的艙位旋轉調節(jié)機構采用第一級減速器、第二級減速器以及第三級減速器；其中第一級減速器為與伺服電機連接的行星齒輪減速器，第二級減速器為具有自鎖功能的環(huán)面渦輪蝸桿減速器，第三級減速器為漸開線齒輪副齒輪減速器。本實用新型的有益效果在于I)針對現(xiàn)有物理樣機形成時機晚，對改進飛機設計的效果有限的技術問題，本實用新型提供的機載航空電子設備維修驗證平臺能夠在飛機設計的早期提供航空電子設備拆裝維修演示及驗證，以便設計人員根據(jù)演示驗證結果及時改進飛機設計方案。2)針對現(xiàn)有物理樣機結構不可靈活調整、一機型一物理樣機的缺陷，本實用新型提供的機載航空電子設備維修驗證平臺具有對飛機航空電子設備艙進行快速重構的能力， 提供不規(guī)則設備空間的柔性維修布局，該平臺能夠隨飛機設計方案的進展調整自身結構和
5艙位布局，從而實現(xiàn)一平臺對應多機型，降低成本。3)針對現(xiàn)有物理樣機無法進行管路和電纜連接模擬的不足，本實用新型提供的機載航空電子設備維修驗證平臺能夠實現(xiàn)管路和電纜連接的模擬。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

圖I所示為在本實用新型一實施例中公開的機載航空電子設備維修驗證平臺的示意圖；圖2所示為在本實用新型一實施例中公開的籠形艙體的示意圖；圖3所示為在本實用新型一實施例中公開的籠形艙體的骨架的示意圖；圖4所示為在本實用新型一實施例中公開的籠形艙體的端蓋的示意圖；圖5所示為在本實用新型一實施例中公開的籠形艙體的支承軸的示意圖；圖6所示為在本實用新型一實施例中公開的籠形艙體的齒輪的示意圖；圖7所示為在本實用新型一實施例中公開的柔性蒙皮的示意圖；圖8所示為在本實用新型一實施例中公開的柔性蒙皮工作方式示意圖；圖9A至圖9C所示為在本實用新型一實施例中公開的活動蒙皮的工作極限位置示意圖；圖10所示為在本實用新型一實施例中公開的活動蒙皮的示意圖；圖11所示為在本實用新型一實施例中公開的活動蒙皮與柔性蒙皮工作位置的示意圖；圖12所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的示意圖；圖13所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的底板的示意圖；圖14A所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的底板的正視示意圖；圖14B所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的底板的側視示意圖；圖14C所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的底板的俯視示意圖；圖15A所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的背板的正視示意圖；圖15B所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的背板的側視示意圖；圖15C所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的背板的俯視示意圖；圖16A、16B所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的背板的移動極限位置示意圖；圖17A所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的側板的正視示意圖；圖17B所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的側板的側視示意圖；圖17C所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的側板的俯視示意圖；圖18A、18B所示為在本實用新型一實施例中公開的可變艙位的側板的移動極限位置示意圖；圖19所示為在本實用新型一實施例中公開的升降機構的示意圖；圖20A所示為在本實用新型一實施例中公開的萬向節(jié)的立體圖；圖20B所示為在本實用新型一實施例中公開的萬向節(jié)的正視示意圖；[0058]圖20C所示為在本實用新型一實施例中公開的萬向節(jié)的側視示意圖；圖20D所示為在本實用新型一實施例中公開的萬向節(jié)的俯視示意圖；圖21所示為在本實用新型一實施例中公開的萬向節(jié)的裝配效果示意圖；圖22所示為在本實用新型一實施例中公開的艙位旋轉調節(jié)機構的裝配效果示意圖；圖23A所示為在本實用新型一實施例中公開的艙位旋轉調節(jié)機構的立體圖正視示意圖；圖23B所示為在本實用新型一實施例中公開的艙位旋轉調節(jié)機構的正視示意圖；圖23C所示為在本實用新型一實施例中公開的艙位旋轉調節(jié)機構的側視示意圖；圖23D所示為在本實用新型一實施例中公開的艙位旋轉調節(jié)機構的俯視示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型做進一步的描述。本實用新型提供一種機載航空電子設備維修驗證平臺。該機載航空電子設備維修驗證平臺包括承載該電子設備的艙體1，以及支承該艙體的支架2。如無特別說明，則坐標系XYZ按圖I中標注所示。由于航空電子設備的體積、重量均較大，且航空電子設備在工作時對設備所處的各種位置、角度均有嚴格的技術要求，承載電子設備的艙體同時還要承擔內部部件產生的各種力、扭矩、慣性矩以及由重量引起的剛性變形，滿足機械部件的組合的行程移動距離和負載的要求，因此維修驗證平臺中承載電子設備的艙體是維修驗證平臺的核心結構，其剛度和強度是設計時需要重點考慮的因素。在本實用新型一實施例中，艙體設計為籠形艙體?；\形艙體在本實用新型的一較佳實施例中為一鼠籠結構的籠形艙體，在其他實施例中該籠形艙體可為其他結構，例如圓柱體結構、橢圓體結構等。如圖2所示，在該較佳實施例中，該鼠籠結構的籠形艙體包括骨架11、外覆于骨架外輪廓的蒙皮12以及用于將籠形艙體與支架2連接的支承軸13、齒輪14與端蓋15。骨架如圖3所示，其包括構成艙體端部的輻條111以及構成艙體艙身的支架112。骨架11采用規(guī)格為φ70Χ8冷拔無縫鋼管，其焊接性能和機械性能良好。蒙皮12包括固定蒙皮121、 柔性蒙皮122、活動蒙皮123中的一種或多種，部分或全面外覆于該骨架11外輪廓。蒙皮 12設置有用于連通該籠形艙體內部空間與艙外空間的開口。其中固定蒙皮121不可移動地外覆于該骨架11外輪廓，采用Q235，其具有較高的強度和硬度，活動蒙皮123與柔性蒙皮122將在后文進行詳細描述。端蓋15如圖4所示，設置于籠形艙體的一端部，采用鑄鋼 ZG200-400 (ZG15)，其韌性和塑性均良好，強度和硬度較低，焊接性能良好。支承軸13與齒輪14設置于籠形艙體的相對另一端，如圖2所示，支承軸13與齒輪14同軸設置，支承軸13 自籠形艙體內經齒輪14中心孔穿出籠形艙體。支承軸13如圖5所示，采用40Cr合金，屬于中碳合金鋼，機械性能良好。齒輪14如圖6所示，采用鑄鋼ZG310-570(ZG45)，其具有一定的韌性及塑性，強度和硬度均較高，切削性能良好。如上文所述，蒙皮12可包括柔性蒙皮122。柔性蒙皮122可根據(jù)不同的航空電子設備維修拆裝驗證的需求，沿籠形艙體的實際圓周半徑做調節(jié)，形成或遮蔽連通該籠形艙體內部空間與艙外空間的開口，模擬航空電子設備維修拆裝驗證時維修人員與被拆裝航空電子設備之間的艙外界。通過調整柔性蒙皮122的開合程度，改變艙體內部空間并適應不規(guī)則艙內空間的布局。柔性蒙皮122可承受I名維修人員采用實際維修工作中使用的維修梯架的真實搭靠方式。如圖7所示，柔性蒙皮122由以下部分組成①彈簧板1221彈簧板1221用于實現(xiàn)柔性蒙皮122可按漸開線形式進行柔性調整，以逼真模擬艙位的圓周外型，并可承受I名維修人員加維修梯架搭靠時的法向壓力。在較佳實施例中，彈簧板1221選用多條60Si2MnA彈簧鋼板，并經淬火，回火等強化處理，以滿足長時間彈性變形后的塑性變形量要求。②鉸接管1222多條彼此鉸接的鉸接管1222排列設置于所述彈簧板1221之上。在較佳實施例中， 鉸接管1222采用不銹鋼型材鉸鏈連接，排列成條狀，可與彈簧板1221的曲率變化隨動。③支撐驅動機構1223支撐驅動機構1223包括固定于骨架上的驅動機構12231以及一端固定在所述柔性蒙皮內側的支撐絲杠12232，該支撐絲杠12232穿設于該驅動機構12231，且在該驅動機構12231的旋轉驅動下線性移動。支撐絲杠12232用于支撐柔性蒙皮122，并通過拉動彈簧板1221，使彈簧板1221達到指定曲率。在一較佳實施例中，該驅動機構12231為伺服電機。④限位裝置1224限位裝置1224設置于柔性蒙皮122鉸接于骨架11的一側邊與該側邊相對的自由側邊之間，限制柔性蒙皮122的極限開合位置，用來保證柔性蒙皮122的外形曲率。柔性蒙皮122的工作方式如圖8所示。柔性蒙皮122 —側邊通過樞軸鉸接于籠形艙體的骨架11，柔性蒙皮122相對鉸接側邊的另一側邊為自由側邊,根據(jù)支撐驅動機構 1223的驅動以該樞軸為軸轉動實現(xiàn)柔性蒙皮122的開合。柔性蒙皮122的工作位置范圍如圖9A至圖9C示意所示。柔性蒙皮122在常態(tài)下為圓弧外型，在一較佳實施例中柔性蒙皮常態(tài)(如圖8所示)弧度為74. 2度，其在籠形艙體中的位置如圖9A所示。柔性蒙皮122由驅動機構12231作為支撐絲杠12232的動力系統(tǒng)，支撐絲杠12232自鎖能保證斷電后柔性蒙皮122運動機構的自鎖。驅動機構12231帶動支撐絲杠12232做直線運動。在工作狀態(tài)下，圓弧頂點距籠形艙體沿X軸向中心線的距離可調節(jié)，調節(jié)范圍例如為O. 6米 I. 5米， 調節(jié)后由限位裝置1224保持其連續(xù)圓弧形狀。柔性蒙皮122開啟的極限位置例如如圖9B 所示，閉合的極限位置例如如圖9C所示。如上文所述,蒙皮12還可包括活動蒙皮123?；顒用善?23圍繞鼠籠外輪廓做周向移動，可以柔性調節(jié)連通該籠形艙體內部空間與艙外空間的開口的大小，可沿鼠籠結構周向連續(xù)調節(jié)定位，并可鎖緊、限動，滿足模擬艙的各種使用角度?；顒用善?23如圖10所示，由以下部分組成①蒙面1231活動蒙皮123的蒙面1231采用Q235普通碳素結構鋼，其具有較高的強度和硬度。②把手1232把手1232固定在活動蒙皮123上，其作用是推拉活動蒙皮123，調節(jié)其所需開口的位置。③滑道1233和滑塊1234[0085]滑道1233設置于骨架11之上，采用Q235普通碳素結構鋼，圍繞鼠籠骨架做出不封閉的圓環(huán)，滑塊1234設置于蒙面1231內側在滑道1233內在徑向和軸向規(guī)定的范圍內進行滑動。④限位器1235限位器1235設置于蒙面1234內側，以固定活動蒙皮123的位置。在本實用新型一較佳實施例中，活動蒙皮123的滑道1233被制成一個289度的環(huán)形滑道。圖11中所示為在一較佳實施例中，活動蒙皮123固定在環(huán)形滑道1233內的滑塊 1234上，在滑塊1234和滑道1233之間使用限位機構1235鎖定所需位置。同時，在140°的范圍內設計兩塊活動蒙皮123來完成各種使用角度的調整，其中一塊的角度例如為59°， 另一塊例如為85°。在較佳實施中，活動蒙皮使用范圍A為139. 6度，活動蒙皮隱藏范圍B 為149度，柔性蒙皮的開啟范圍C為71. 4度。在本實用新型一實施例中，艙體I內設置有可變艙位16，用于模擬航空電子設備維修驗證平臺內的空間變換，快速重構可變艙位16結構，使得維修驗證平臺可隨飛機設計方案的調整改變艙內布局。在如圖12所示的一實施例中，可變艙位16由以下部分組成①底板161如圖13至圖14C所示，底板161為模擬艙位內部航電設備安裝空間的主要承力結構，固定設置于艙體I內，可承受I名維修人員采用實際維修工作中的任何維修站位姿勢進行踩踏。驅動機構安裝在底板161下面，使可變艙位16的空間無任何阻礙。底板161采用 5_厚的奧氏體不銹鋼，由于需要承受維修人員的踩踏，因此在板底部加15_厚的碳鋼襯板1612，同時在周邊加5號槽鋼1613作為骨架，以增強其強度。底板的底邊活動設置有滑輪支承1614。②背板162背板162采用5mm厚的奧氏體不銹鋼，在周邊和中間加14號槽鋼1622作為骨架， 以增強其強度，兩端采用槽鋼三腳支架1621進行支撐，避免形成懸臂梁結構。背板162組成如圖15A至圖15C所示，背板162通過背板拖動絲母16114安裝在底板161上，根據(jù)需模擬的艙位空間自動沿第Y方向移動，完成艙位空間沿Y軸方向的調整。③側板163側板163米用5mm厚的奧氏體不銹鋼，同時在側板163上加5號槽鋼作為加強筋 1635，以增強其強度。側板163組成如圖17A至圖17C所示，側板163設置于底板161之上， 通過側板拖動絲母及線性軸承部件與底板161和背板162連接，根據(jù)需模擬的艙位空間自動沿第X軸方向移動，完成艙位空間沿X軸方向的調整。在更優(yōu)實施例中，側板163可與底板161隨動，與背板162共同完成艙位空間沿X軸方向的調整；在某些實施例中，可變艙位16還包括活動插板164。活動插板164為手動調節(jié)部件，插接于側板163之上，完成艙位空間沿Z軸方向的調整。活動插板164組件與側板163 結構基本相同，由三塊活動板組成，通過連接母相連接?；顒硬灏?64采用人工手動調節(jié)， 需工人完成操作，安裝、拆卸時間氺10分鐘。交付時提供以下規(guī)格的活動插板I. 2mX O. 5m，I. 2mX O. 7m，I. 2mΧ0· 9m，I. 2mX I. lm。通過活動插板164的線性移動，艙口沿Z方向的尺寸在0. 55米-I. 35米之間可連續(xù)線性調節(jié)，調節(jié)由手動操作完成；通過背板162的線性移動，艙口沿Y方向的尺寸在O. 55米-I. 35米之間可連續(xù)線性調節(jié)；通過側板163的線性移動，艙口沿X方向的尺寸在O. 55 米-I. 7米之間可連續(xù)線性調節(jié)；因此，可實現(xiàn)艙位的開口面積在O. 55米X0. 55米-I. 35 米XI. 7米范圍內連續(xù)可調，可變艙位16的體積在O. 55米X0. 55米X0. 55米-I. 35 米XI. 35米XI. 7米范圍內連續(xù)可調。可變艙位16內部空間提供被拆裝航電設備及其周邊設備、管線的固定，采用在板上間隔IOcm開螺紋孔的方式，再配上柔性卡具的偏心和定位組件，可實現(xiàn)各固定點在二維平面內的任意位置可調。定位孔為標準螺紋孔，需要通過針對不同的航空電子設備安裝托架設計的轉接件，進行航空電子設備的安裝模擬；管線等采用快速成型材料進行模擬，并可與定位螺紋孔相連接。底板161和背板162都在兩端采用槽鋼三腳支架進行支撐，避免形成懸臂梁結構； 對于側板163和活動插板164，通過相互連接，再加上槽鋼三腳架，也可形成兩端支撐，避免形成懸臂梁結構。底板161的具體結構請參考圖14A至圖14C所示。底板161下表面設置有驅動背板的背板驅動機構1611。背板驅動機構1611沿Y軸方向設置,其包括軸承座16111、光杠 16112、絲杠16113、穿設該絲杠的背板拖動絲母16114、伺服電機16115 ;光杠16112與絲杠 16113通過軸承座16111固定在該底板161上；伺服電機16115帶動漸開線齒輪副16117旋轉，實現(xiàn)絲杠16113運動以及自鎖。背板162固定在背板拖動絲母16114之上，經背板驅動機構1611驅動沿Y軸方向運動并可實現(xiàn)自鎖。該底板161上沿該Y軸方向開設有第二通槽，背板162通過該第二通槽設置在該背板驅動機構1611上。背板162的移動極限位置如圖16A及圖16B所示。底板161下表面設置有驅動側板的側板驅動機構1615。側板驅動機構1615沿X 方向設置，其結構與背板驅動機構1611相似，包括光杠16152、絲杠16153、穿設絲杠16153 的側板拖動絲母16154以及伺服電機16155。光杠16152與絲杠16153通過軸承座16151 固定在底板161上。伺服電機16155帶動漸開線齒輪副16157旋轉，實現(xiàn)絲杠16153轉動與自鎖。側板163固定在側板拖動絲母16154上，經側板驅動機構1615驅動沿X軸方向運動并可實現(xiàn)自鎖。該底板161上沿該X方向開設有第一通槽，側板163通過該第一通槽設置在該側板驅動機構1615上。在本實用新型的其他實施例中，活動艙位具有兩個側板163，在Y軸方向上相距一定距離彼此平行地設置于底板161之上。相對應的，底板161下表面沿X軸方向彼此相鄰地設置有兩組側板驅動機構1615,分別驅動一個側板163。側板163的移動極限位置如圖 18A及圖18B所示。如圖15A所示，背板162上設置有沿X軸方向延伸的線性軸承滑桿1625，線性軸承滑桿1625通過滑桿支承座1623固定于背板162上。線性軸承滑桿1625上穿設有線性軸承座1624，底板161的底邊活動設置有滑輪支承1614。線性軸承座1624及底板161的底邊活動設置的滑輪支承1614與側板163的線性軸承部件1631相連接，側板163可沿線性軸承滑桿1625在X軸方向運動。側板163的具體結構請參考圖17A至圖17C所示。側板163包括第一子側板1632、 第二子側板1633以及第三子側板1634。其中該第一子側板1632固定在側板拖動絲母 16154上；第二子側板1633上下兩側邊分別設置導軌16331 ;第三子側板1634遠離第二子側板1633的一側邊上設置線性軸承部件1631。通過線性軸承部件1631側板163安裝在背板162的線性軸承滑桿1625上。第三子側板1634和第一子側板1632分別設置在第二子側板1633的導軌上。當側板驅動機構1615通過側板拖動絲母16154帶動第一子側板1632 沿X軸方向運動時，第二子側板1633以及第三子側板1634與第一子側板1632連動，側板 163沿線性軸承滑桿1625在X軸方向運動。如圖18A及圖18B所示，當背板162在背板拖動絲母16114的帶動下沿Y軸運動時，安裝在背板162的線性軸承滑桿1625上的側板163被背板162推動或拉動。如圖18A 及圖18B所不，當背板162推動側板163時,第二子側板1633及第三子側板1634與第一子側板1632疊合，當背板162拉動側板163時，側板163由疊合狀態(tài)逐漸展開。在本實用新型較佳實施例中，機載航空電子設備維修驗證平臺的支架2包括升降機構21分居于艙體I的兩側，連接于艙體I的兩端，下面將對升降機構21各部分的結構組成作詳細的說明。升降機構21用于對艙體I重心進行垂直高度即沿Z軸方向的連續(xù)調節(jié)，要求調節(jié)范圍為I. 5米 3. O米，承重3. 5噸。如圖19所示，升降機構21由以下部分組成①雙柱雙缸液壓舉升機211雙柱雙缸液壓舉升機21為艙體垂直調整的動力系統(tǒng)。②底座212由于雙柱雙缸液壓舉升機211需要液壓站作為動力源，在某些實施例中，液壓站內埋于地下。底座212主要是提供對雙柱雙缸液壓舉升機211的安裝和固定，并方便內埋式液壓站的維護和保養(yǎng)。雙柱雙缸液壓舉升機211采用定制方式實現(xiàn)，選型主要考慮舉升重量、舉升高度、 雙柱跨度、雙柱啟動同步性等幾個方面。通過對國內雙柱雙杠液壓舉升機市場的調研,對舉升重量，大多廠家的雙柱雙缸液壓舉升機都可滿足要求；對舉升高度，由于雙柱雙缸液壓舉升機基本按標準規(guī)格進行生產，舉升高度可由O. Om I. 7m ;對雙柱跨度，由于雙柱雙杠液壓舉升機的支撐臂可調節(jié)范圍較大(0_ 1000mm)，因此雙柱跨度也為標準規(guī)格。目前尚無直接可選購用于平臺的雙柱雙缸液壓舉升機，需要進行定制，考慮到平臺舉升高度較大 (達3. Om)，選用現(xiàn)有的舉升支柱存在撓度問題，需要加厚，具體系統(tǒng)設計參數(shù)如下舉升重量不小于4. 5噸雙柱跨度不小于4560毫米舉升高度1. 5米 3. O米加固形式鋼板由8毫米增大到12毫米在本實用新型較佳實施例中，艙體I通過萬向節(jié)22連接到升降機構21，如圖19所示。萬向節(jié)22提供艙體I沿X、Y、Z三個軸向的柔性隨動調節(jié)，調節(jié)范圍為10mm。萬向節(jié) 22的結構如圖20A至圖20D所示。萬向節(jié)22包括用以支承艙體I的托板221、萬向節(jié)支架 222以及X軸軸承223、Y軸軸承224、Z軸軸承225以及相應的軸套。由于雙柱雙缸液壓舉升機211安裝時，不可能做到完全平行、垂直，而且液壓系統(tǒng)也必然存在一定的啟動延時和雙缸不同步問題，若將艙體I與升降系統(tǒng)21設計為剛性連接，考慮到模擬艙位滿載重量約3噸，支撐軸必然受到較大的扭矩，從而斷裂，因此較佳的設計為利用萬向節(jié)22實現(xiàn)兩者間的柔性連接。其中在較佳實施例中，萬向節(jié)22除可沿X軸，Y軸，Z軸轉動外，并采取支承軸左側L軸向和徑向固定，支承軸右側R僅為徑向固定，即形成簡支梁結構，如圖21所示，這樣就保證了大小齒輪的正常嚙合，艙體I又可柔性隨動調節(jié)。結構中承重的X軸位于Z軸之下，艙體重量是懸掛于Z軸，并可隨Z軸擺動，這樣使支承軸離支點更近，使萬向節(jié)22受力更合理。在本實用新型較佳實施例中，艙體I通過艙位旋轉調節(jié)系統(tǒng)23連接于萬向節(jié)22。 艙位旋轉調節(jié)系統(tǒng)23驅動艙體I可沿軸向做360度的自動旋轉、定位，其傳動方式為艙體 I旋轉采用伺服電機231驅動減速器232，再經過艙體I的齒輪14傳動帶動艙體I艙位旋轉，由伺服電機231保證其最小定位間隔氺3度。圖22所示為一實施例中公開的艙位旋轉調節(jié)機構的裝配效果示意圖。艙位旋轉調節(jié)系統(tǒng)23由以下部分組成①動力系統(tǒng)231動力系統(tǒng)231在一較佳實施例中為伺服電機,伺服電機的扭矩應為Nwi= T + 8 + 0. 9 + 80 + 0. 7 + 2 + 0. 93= 5300 + 8 + 0.9 + 80 + 0.7 + 2 + 0.93= 7. 07 牛頓.米因此，伺服電機231的速度為n電機=IXn = 8X80X5X0. 5 轉 / 分=1600 轉 / 分因此，伺服電機231的型號參數(shù)選擇額定轉矩大于7. 07牛頓.米，額定轉速2000 轉/分；②減速系統(tǒng)232減速系統(tǒng)232為艙位旋轉調節(jié)的傳動系統(tǒng)。如圖22所示，減速系統(tǒng)232與伺服電機231連接，減速系統(tǒng)232為三級減速系統(tǒng)，第一級減速器為與伺服電機連接的行星齒輪減速器2321，由鼠籠轉動傳動的設計得出行星齒輪減速器所承載的扭矩應大于= T + 8 + 0. 9 + 80 + 0. 7 = 5300 + 8 + 0. 9 + 80 + 0. 7 = 13. 15 牛頓 米因此，行星齒輪減速器的型號參數(shù)選則為單級減速器。第二級減速器為具有自鎖功能的環(huán)面渦輪蝸桿減速器2322。環(huán)面渦輪蝸桿減速器2322通過連軸節(jié)233與行星齒輪減速器2321連接，實現(xiàn)二次減速及轉換伺服電機的線性運動為旋轉運動。第三級減速器為漸開線齒輪副齒輪減速器2323，與艙體I的齒輪14嚙合傳動。由鼠籠轉動傳動的設計得出漸開線齒輪副傳動比I : 8,模數(shù)m = 8,小齒輪齒數(shù)為Zl = 21,大齒輪齒數(shù)為Z2 = 168。 實現(xiàn)三次減速及傳動。③支撐部件233支撐部件233包括托板2331，用于支撐動力系統(tǒng)與行星齒輪減速器2321 ;以及支撐彎板2332，用于支撐減速系統(tǒng)232與動力系統(tǒng)231。艙位旋轉調節(jié)系統(tǒng)23組成示意圖見圖23A至圖23D，由于模擬艙位的重量和體積 (直徑達2. Om)均較大，且需要連續(xù)平穩(wěn)運動，因此需要采用大變速比的傳動系統(tǒng)。由于伺服電機所做的為線性運動，而模擬艙位需要做周向旋轉，因此減速系統(tǒng)232選用由行星齒輪減速器2321、環(huán)面蝸輪蝸桿減速器2322以及漸開線齒輪副齒輪減速器2323組成的三次減速系統(tǒng)。伺服電機經過行星齒輪減速器2321完成一次變速，再驅動環(huán)面蝸輪蝸桿減速器 2322完成二次減速，環(huán)面蝸輪蝸桿減速器2322再驅動漸開線圓柱齒輪副以達到第三次減速，以完成可變艙位16每分鐘一轉的要求，而且運行平穩(wěn)，自鎖能力強，并可停留在任何角度上。環(huán)面蝸桿的軸向曲率半徑即為蝸輪的半徑，因此在蝸桿蝸輪相嚙合時蝸桿凹圓弧包絡著蝸輪是多個齒同時嚙合，將力分散到多個齒負擔，提高承載能力和使用壽命。增加了安全保險系數(shù)。采用大變速比(>60)蝸輪蝸桿系統(tǒng)，傳動平穩(wěn)無噪聲。蝸桿是螺旋齒，與蝸輪嚙合連續(xù)傳動，平穩(wěn)、無沖擊震動。在本實用新型的較優(yōu)實施例中，可變艙位設置于籠形艙體的內部中央，活動蒙皮、 柔性蒙皮與固定蒙皮外覆于籠形艙體的表面?；顒用善た裳剀壍阑瑒?，其開啟形成的開口與可變艙位的艙口相對應，柔性蒙皮設置于活動蒙皮背側，通過柔性蒙皮的支撐驅動機構實現(xiàn)開合。柔性蒙皮開啟形成的開口在活動蒙皮開啟形成的開口的后側?；\形艙體通過艙位旋轉調節(jié)機構連接于萬向節(jié)上使籠形艙體可做360度的自動旋轉、定位，萬向節(jié)與升降機構相連接，實現(xiàn)萬向節(jié)與升降機構之間的柔性連接。機載航空電子設備維修驗證平臺工作時，維修作業(yè)人員將直接位于該平臺完成各項航空電子設備的維修拆裝操作，因此在本實用新型更優(yōu)實施例中，該平臺主要從以下幾個方面進行可靠性和安全性的保證(I)根據(jù)該設備各個部分的不同技術要求，選取不同優(yōu)質材質滿足設計的要求；(2)對主要結構件(如籠形艙體骨架的主軸、端蓋等)采用鍛造、調質、粗加工、人工時效、精加工等多道工藝，并利用淬火、回火等強化處理，確保其機械性能；(3)運動機構自鎖及保護設計①選用具有自鎖性能的平面二次包絡環(huán)面蝸輪蝸桿減速器和具有自鎖特性的絲杠機構，即只能由電機驅動蝸桿帶動蝸輪、絲杠帶動絲母，不會因為設備自重導致反向運動；②柔性蒙皮及移動蒙皮機構均設計有限位裝置，以實現(xiàn)機構的自鎖和保護；③選用高性能伺服電機，采用DSP全數(shù)字電機控制方式，內置電子齒輪控制功能， 可提供位置、速度、轉矩三種控制模式，具備過壓、過流、堵轉、失速、位置超差、泄放回路故障，編碼器信號異常、編碼器AB斷線實時在線報警等功能；④伺服電機選配行星齒輪減速箱，該系統(tǒng)具有剎車功能，斷掉電源后剎車蹄將轉子抱死不能轉動，確保拆裝平臺調整完成后，處于靜止狀態(tài)時的穩(wěn)定性；⑤液壓升降機構選用高可靠性的商用成品，采用電動液壓缸同步驅動，提升平穩(wěn)且安全可靠；油路中配置換向閥，斷電后，液壓油不會回流，可保證調整完畢后，設備保持規(guī)定高度任意時間；⑥拆裝平臺主體承力結構為鼠籠式骨架，采用簡支梁結構即一端采用軸向和徑向的約束，而另一端只做徑向的約束，而軸向可做柔性的調節(jié)；對于支點采用萬向節(jié)形式，可有效避免由于設備安裝時的安裝誤差、設備使用過程中產生的細微變形以及材料熱脹冷縮等因素導致的支撐軸扭矩過大，產生斷裂的問題。本實用新型提供的機載航空電子設備維修驗證平臺能夠在飛機設計的早期提供航空電子設備拆裝維修演示及驗證，以便設計人員根據(jù)演示驗證結果及時改進飛機設計方案。通過可變艙位、固定蒙皮、柔性蒙皮、升降機構、萬向節(jié)以及艙位旋轉調節(jié)機構等裝置提升本實用新型提供的機載航空電子設備維修驗證平臺對飛機航空電子設備艙進行快速重構的能力，使該平臺能夠隨飛機設計方案的進展調整自身結構和艙位布局，從而實現(xiàn)一平臺對應多機型，降低成本。本實用新型提供的機載航空電子設備維修驗證平臺還能夠實現(xiàn)管路和電纜連接的模擬，克服現(xiàn)有物理樣機的不足。當然，本實用新型還可有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種機載航空電子設備維修驗證平臺，包括承載該電子設備的艙體，以及支承該艙體的支架，其特征在于，該艙體為內設有可變艙位的籠形艙體，該可變艙位包括固定設置于該籠形艙體內的底板，設置于該底板之上可沿第一方向移動的活動背板以及與該底板和該活動背板連接的、可沿第二方向移動的活動側板。
2.根據(jù)權利要求I所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該籠形艙體包括骨架與外覆于該骨架外輪廓的蒙皮。
3.根據(jù)權利要求2所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該蒙皮部分或全面外覆于該骨架上。
4.根據(jù)權利要求3所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該蒙皮設置有用于連通該籠形艙體內部空間與艙外空間的開口。
5.根據(jù)權利要求2、3或4所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該蒙皮為柔性蒙皮。
6.根據(jù)權利要求5所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該柔性蒙皮包括多條彈簧板以及排列設置于所述彈簧板之上的多條管，所述多條管彼此鉸接。
7.根據(jù)權利要求6所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該柔性蒙皮一側邊通過樞軸鉸接于該骨架,該柔性蒙皮相對鉸接側邊的另一側邊為自由側邊，以該樞軸為軸轉動實現(xiàn)該柔性蒙皮的開合。
8.根據(jù)權利要求7所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該柔性蒙皮通過支撐驅動機構實現(xiàn)開合；所述支撐驅動機構包括固定于骨架上的驅動機構以及一端固定在所述柔性蒙皮內側的支撐絲杠，該支撐絲杠穿設于該驅動機構，且在該驅動機構的旋轉驅動下線性移動。
9.根據(jù)權利要求7所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該鉸接側邊與該自由側邊之間設置有限制該柔性蒙皮的極限開合位置的限位裝置。
10.根據(jù)權利要求I所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該底板下表面設置有驅動該活動側板的側板驅動機構；該底板上沿該第一方向開設有第一通槽，該活動側板通過該第一通槽設置在該側板驅動機構上；和/或者，該底板下表面設置有驅動該活動背板的背板驅動機構；該底板上沿該第二方向開設有第二通槽，該活動背板通過該第二通槽設置在該背板驅動機構上。
11.根據(jù)權利要求10所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該側板驅動機構和/或背板驅動機構包括光杠、絲杠、穿設該絲杠的絲母以及伺服電機；該光杠與該絲杠通過軸承座固定在該底板上；該伺服電機帶動該絲杠轉動；該活動側板或該活動背板固定在該絲母上。
12.根據(jù)權利要求11所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該活動側板包括第一子側板、第二子側板以及第三子側板；該第一子側板固定在該絲母上；該第二子側板上下兩側邊分別設置導軌；該第三子側板通過線性軸承部件安裝在設置于該活動背板上的線性軸承滑桿；該第三子側板和該第一子側板分別設置在該導軌上。
13.根據(jù)權利要求1、2、6、7、8、9、10、11或12所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該活動側板數(shù)量為二。
14.根據(jù)權利要求I所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該艙體通過萬向節(jié)連接到設置于該支架上的升降機構。
15.根據(jù)權利要求14所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該艙體通過該艙位旋轉調節(jié)機構連接于該萬向節(jié)上。
16.根據(jù)權利要求15所述的機載航空電子設備維修驗證平臺，其特征在于，該艙位旋轉調節(jié)機構采用第一級減速器、第二級減速器以及第三級減速器；其中該第一級減速器為與伺服電機連接的行星齒輪減速器，該第二級減速器為具有自鎖功能的環(huán)面渦輪蝸桿減速器，該第三級減速器為漸開線齒輪副齒輪減速器。
專利摘要本實用新型公開一種機載航空電子設備維修驗證平臺，包括承載該電子設備的艙體，以及支承該艙體的支架，該艙體為內設有可變艙位的籠形艙體，該可變艙位包括固定設置于該籠形艙體內的底板，設置于該底板之上可沿第一方向移動的活動背板以及與該底板和該活動背板連接的、可沿第二方向移動的活動側板。機載航空電子設備維修驗證平臺能夠調整自身結構和艙位布局，從而實現(xiàn)一平臺對應多機型，降低成本。
文檔編號B64F5/00GK202345922SQ20112042830
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權日2011年11月2日
發(fā)明者馮時雨, 馮淵, 孫蛟, 宮淼, 毛克誠, 王禮沅, 翟慶剛, 虞健飛 申請人:北京航空工程技術研究中心