本發(fā)明涉及力學環(huán)境試驗的，具體地，涉及跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著航空航天技術(shù)的飛速發(fā)展，新型飛行器的性能要求日益提高，其飛行空域和速域不斷拓展。為了滿足這些需求，變形翼作為一種創(chuàng)新的翼面設(shè)計應(yīng)運而生，它能夠根據(jù)不同的飛行狀態(tài)調(diào)整翼面形狀，從而顯著提高飛行器的性能。然而，這種高性能的變形翼面在設(shè)計和應(yīng)用過程中也面臨著一系列的技術(shù)挑戰(zhàn)。

2、在變形翼面的設(shè)計和研發(fā)過程中，必須對其結(jié)構(gòu)完整性和工作可靠性進行嚴格的考核。這通常需要通過靜載和動載等力學環(huán)境試驗來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的力學環(huán)境試驗方法往往采用彎矩等效原理，通過多點集中加載來模擬翼面展開時所受的氣動力載荷。然而，對于變形翼面而言，由于其涉及到空中展開動作，傳統(tǒng)的試驗方法無法滿足在翼面運動變形過程中施加載荷的需求。

3、現(xiàn)有的載荷試驗工裝大多采用固定的加載方式，無法跟隨翼面的變形運動進行動態(tài)加載。這導致在試驗過程中無法準確模擬變形翼面在實際飛行中所受的氣動力載荷，從而影響了試驗結(jié)果的準確性和可靠性。因此，有必要開發(fā)一種新型的載荷試驗工裝和試驗方法，以實現(xiàn)對變形翼面在展開運動過程中的動態(tài)加載。

4、此外，變形翼面的力學環(huán)境試驗還需要滿足產(chǎn)品的環(huán)境要求。這要求試驗工裝不僅要具有足夠的強度和剛度，以承受試驗過程中的各種載荷，還要具有良好的適應(yīng)性和靈活性，以適應(yīng)變形翼面的各種變形和運動狀態(tài)。傳統(tǒng)的試驗工裝往往難以同時滿足這些要求，因此需要進行創(chuàng)新和改進。

5、在公開號為cn104677744a的專利文獻中公開了一種彈翼靜力加載試驗裝置，該裝置由升降動平臺、承力軟吊帶、包帶組成，翼面載荷通過一定量重塊模擬，并所述不同長度的承力軟吊帶和所述包帶與彈翼對應(yīng)加載點連接，通過電動機、減速器、卷筒機構(gòu)、鋼絲繩索等部件構(gòu)成的傳動機構(gòu)牽引所述升降動平臺運動。但該設(shè)計不滿足在翼面運動變形過程施加載荷的試驗要求。

6、因此，需要提出一種新的技術(shù)方案以改善上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝及方法。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，包括變形翼面、載荷分配裝置、液壓作動裝置、行車工裝以及視覺定位裝置；

3、所述變形翼面裝配在固定的試驗臺中，試驗臺內(nèi)部通過變形伺服系統(tǒng)驅(qū)動變形翼面在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，進行翼面任意角度的展開與鎖定；

4、所述載荷分配裝置布置于液壓作動裝置的下方與變形翼面上方之間，將液壓作動裝置產(chǎn)生的總拉力分解為若干分力作用于變形翼面；

5、所述行車工裝設(shè)置于液壓作動裝置的上方，并與液壓作動裝置固定連接；

6、所述視覺定位裝置連接于液壓作動裝置，對變形翼面上的定位點進行實時定位，并通過計算機計算變形翼運動軌跡，控制行車追隨變形翼運動。

7、優(yōu)選地，所述變形翼面包括轉(zhuǎn)軸、傳動桿孔以及支撐桿；

8、所述變形翼面通過傳動桿孔與試驗臺內(nèi)部的變形伺服系統(tǒng)連接，由變形伺服系統(tǒng)驅(qū)動變形翼面繞轉(zhuǎn)軸在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

9、優(yōu)選地，所述變形翼面上設(shè)置有若干載荷加載點，通過緊固件將載荷加載點與載荷分配裝置連接，變形翼面受到法向的模擬氣動載荷。

10、優(yōu)選地，所述變形翼面上的若干視覺定位點采用預設(shè)形狀標記，視覺定位裝置通過預設(shè)形狀標記進行識別與定位。

11、優(yōu)選地，所述載荷分配裝置包括一級、二級、三級以及連接裝置，形成對稱分布的結(jié)構(gòu)，將液壓作動裝置產(chǎn)生的總拉力均勻分解為多個分力作用于變形翼面。

12、優(yōu)選地，所述載荷分配裝置中的三級的加載桿上設(shè)置有若干力傳感器，用于實時監(jiān)測加載桿上作用力的變化。

13、優(yōu)選地，所述液壓作動裝置通過油缸運動拉動載荷分配裝置和變形翼面，模擬變形翼在不同彈道條件下所受的時變氣動載荷。

14、優(yōu)選地，所述液壓作動裝置上設(shè)置有總載荷力傳感器，用于測量液壓作動裝置產(chǎn)生的總拉力。

15、優(yōu)選地，所述液壓作動裝置的牽引繩上設(shè)置有水平儀，用于實時監(jiān)測牽引繩的傾斜程度，載荷拉力方向始終垂直于變形翼面。

16、本發(fā)明還提供一種跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝的試驗方法，所述方法應(yīng)用上述中的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，所述方法包括如下步驟：

17、步驟s1：確定試驗工位，將變形翼面裝配到固定的試驗臺，通過變形伺服系統(tǒng)驅(qū)動變形翼面在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動至預定角度；

18、步驟s2：連接變形翼面、載荷分配裝置、液壓作動裝置、行車工裝以及視覺定位裝置；

19、步驟s3：調(diào)整行車工裝位置，拉直液壓作動裝置的牽引繩，并調(diào)整載荷分配裝置的運動方向；

20、步驟s4：通過液壓作動裝置逐級加載至預定載荷，同時視覺定位裝置對變形翼面上的定位點進行實時定位，并通過計算機控制行車追隨變形翼運動，直至試驗結(jié)束。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

22、1、本發(fā)明根據(jù)變體飛行器翼面的氣動力隨動加載要求，設(shè)計了視覺定位追蹤加載變形翼面運動的方式，通過視覺定位裝置實時計算變形翼的運動軌跡，并控制加載裝置(行車工裝及液壓作動裝置)追隨該軌跡運動，從而在翼面展開的動態(tài)過程中施加載荷，解決了現(xiàn)有技術(shù)中載荷試驗工裝無法滿足在翼面展開動態(tài)過程施加載荷的需求，為變形翼面的力學環(huán)境試驗提供了新的解決方案；

23、2、本發(fā)明采用視覺定位技術(shù)，能夠精確追蹤變形翼面的運動軌跡，并據(jù)此控制加載裝置的運動，從而確保加載裝置能夠準確地對變形翼面施加模擬的氣動載荷，有助于提高試驗的準確性，使得試驗結(jié)果更加接近真實飛行條件下的氣動載荷情況；

24、3、本發(fā)明的工裝采用開放式結(jié)構(gòu)布局，方便操作人員在試驗過程中對工裝和變形翼面的狀態(tài)進行觀察，工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定，能夠承受較大的載荷并保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，從而確保試驗的順利進行；

25、4、本發(fā)明中的液壓作動裝置能夠根據(jù)具體的彈道載荷進行設(shè)計，模擬翼面所受氣動載荷，通過精確控制液壓作動裝置的伸出和收縮，可以實現(xiàn)對變形翼面施加精確的氣動模擬載荷，在液壓作動裝置和載荷分配裝置上設(shè)置測力傳感器，實時監(jiān)測總載荷作用力以及單個加載桿上的作用力，進一步提高加載精度。

技術(shù)特征：

1.一種跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，包括變形翼面、載荷分配裝置、液壓作動裝置、行車工裝以及視覺定位裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述變形翼面包括轉(zhuǎn)軸、傳動桿孔以及支撐桿；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述變形翼面上設(shè)置有若干載荷加載點，通過緊固件將載荷加載點與載荷分配裝置連接，變形翼面受到法向的模擬氣動載荷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述變形翼面上的若干視覺定位點采用預設(shè)形狀標記，視覺定位裝置通過預設(shè)形狀標記進行識別與定位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述載荷分配裝置包括一級、二級、三級以及連接裝置，一級與液壓作動裝置連接，三級與變形翼面連接，多級之間通過連接裝置相連；載荷分配裝置將液壓作動裝置產(chǎn)生的總拉力分解為多個分力，并作用于變形翼面上的加載點。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述載荷分配裝置中的三級的加載桿上設(shè)置有若干力傳感器，用于實時監(jiān)測加載桿上作用力的變化。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述液壓作動裝置通過油缸運動拉動載荷分配裝置和變形翼面，模擬變形翼在不同彈道條件下所受的時變氣動載荷。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述液壓作動裝置上設(shè)置有總載荷力傳感器，用于測量液壓作動裝置產(chǎn)生的總拉力。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，其特征在于，所述液壓作動裝置的牽引繩上設(shè)置有水平儀，用于實時監(jiān)測牽引繩的傾斜程度，載荷拉力方向始終垂直于變形翼面。

10.一種跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝的試驗方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用如權(quán)利要求1至9中任一項所述的跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝，所述方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種跟隨翼面變形運動的視覺定位靜力載荷試驗工裝及方法，包括變形翼面、載荷分配裝置、液壓作動裝置、行車工裝以及視覺定位裝置。載荷分配裝置布置于液壓作動裝置的下方與變形翼面上方之間，并且載荷分配裝置的頂端與液壓作動裝置連接，載荷分配裝置的尾端與變形翼面相連接，行車工裝設(shè)置于液壓作動裝置的上方，與液壓作動裝置通過若干緊固件實現(xiàn)固定安裝，視覺定位裝置通過工裝與液壓作動裝置連接。本發(fā)明根據(jù)變體飛行器翼面的氣動力隨動加載要求，設(shè)計了視覺定位追蹤加載變形翼面運動的方式，利用視覺定位計算變形翼運動軌跡并給出加載裝置追隨軌跡，解決了現(xiàn)有技術(shù)中載荷試驗工裝無法滿足在翼面展開動態(tài)過程施加載荷的需求。

技術(shù)研發(fā)人員：郝予琛,張恩杰,華洲,陶靜雅,潘勇,江振,易果,劉廣
受保護的技術(shù)使用者：上海機電工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28