直升机电动绞车测试系统的研制
一种直升机并联电动舵机测试系统的设计与实现
实现地址译码 ， 驱动数据采集模块实时采集数据。主控
计 算 机 与测 控 计 算 机通 过 Ｐ Ｃ Ｉ 总 线 和共 享 内存 的方 式
图１ 并 联 电 动舵 机 测 试 系统 试 验 原 理 图
作者简介 ： 孙 波（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 男， 汉族 ， 宁夏石嘴山人 ， Ｔ程 师 ， ｌ 主 要 研 究方 向 ： 飞行器研制 、 生产 、 售后质量监督。
２ ０ １ ５ 年（ 第４ ４ 卷） 第２ 期
工 业 科 技
一
种 直 升 机 并 联 电动 舵 机 测 试 系统 的设 计 与 实 现
孙 波， 贾 兴 亮
兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ） （ 海军装备部 ， 甘肃
摘 要 ： 以某型直升机 电动并联舵机研制为背景 ， 针对并联 电动 舵机 功能测试点多 ， 加载难度大 、 难 以实现测试 自动化测试
Байду номын сангаас
了直升机并联 电动舵机测试系统 的总体结构和工作原
理， 阐述 了该 测试 系 统 的硬 件 设计 与配 置 ， 重 点描 述 了
直 升 机 并 联 电动 舵 机 测试 系统 的软 件设 计 和实 现 ， 通 过该 系 统 的研 制 和 实现 ，构 建 了针 对 直升 机 并联 电动
舵 机 的 一种 通用 化测 试平 台 。
２ ０ １ ５ 年（ 第４ ４ 卷） 第２ 期
取仪 器 配置 数据 库 的记 录数据 ，配 置这 次 测试 所 需 的 配置 项 目， 并 把 相应 的 数据 写入 到 数 据库 中 ， 做 好 测试 所有 相关 数据 配置设 置 。 然后 进入 相应 的测 试界 面 。 根 据 数据 库提 供 的测 试测 试 指令 及 数 据 ，依 次读 取 各个 表 中 的字段 ， 并 根据 其 中的 内容完 成 相应 的操 作 ， 实 现 对 被 测 产 品 的 电源 施 加 、 开关 切 换 、 信 号输 入 、 信 号 测
电动绞车方案论证报告-修改4-22
直升机电动绞车方案论证报告目录1. 项目研究背景、目的和意义 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的和意义 (3)2. 国内外现状 (3)2.1 国外研究现状 (3)2.2 国内研究现状 (4)3. 研究内容及方案 (4)3.1电动绞车性能分析及总体结构设计 (4)3.1.1直升机电动绞车功能需求 (5)3.1.2 性能指标 (5)3.1.3总体设计 (5)3.2 无刷直流电机 (8)3.3绞车驱动控制系统 (9)3.3.1被控对象 (9)3.3.2 驱动控制系统组成 (9)3.3.3系统各部分功能 (9)3.4绞车力学分析 (11)3.4.1绞车装置的静力分析 (11)3.4.2 绞车装置的振动分析 (12)3.4.3绞车装置的减振处理 (13)4. 关键技术及解决方法 (14)4.1总体结构设计 (14)4.2 无刷直流电机设计关键技术 (14)4.3 驱动控制关键技术 (15)4.4绞车装置力学的关键技术 (16)5. 技术路线 (16)1. 项目研究背景、目的和意义1.1 研究背景根据阿富汗战争、伊拉克战争等作战需求以及印度洋海啸、汶川大地震等自然灾害救援工作的开展，直升机作为战斗空投和生命救援活动的主力，发挥了显著的作战性能和救援效果。
因此，美国和许多西方发达国家大力发展先进的机载装备，研制成功具有现代化通信、导航、搜索、救援、医疗能力的直升机。
在直升机进行战斗空投和生命救援时，其主要的部件—电动绞车发挥了重要作用。
例如当直升机悬停时，电动绞车用来执行救生任务（吊起或放下货物、人员等）；当直升机需要悬停加油作业时，电动绞车用来从甲板上提升加油软管和加完油后放下加油软管。
可以看出，绞车系统的性能好坏直接影响飞机的救生能力。
直升机电动绞车主要分为：固定部分，活动部分，系留环和剪断装置（驱动部分、工作装置、辅助装置等几部分）。
以整体形式安装在飞机的舱门外侧上部，其外部形状符合一定的气动性能要求。
直升机绞车工作原理
直升机绞车工作原理
直升机绞车是通过绞车系统来实现运载货物或乘客的一种装置。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 初始状态：绞车系统处于静止状态，货物或乘客需要被吊起。
2. 动力提供：通过直升机主发动机或其他动力源提供动力给绞车系统。
3. 动力传递：动力通过传动装置（如主轴）传递到绞车系统。
4. 绞车系统启动：绞车系统启动，动力开始传递到绞车驱动装置（如电机、液压发动机等）。
5. 加工信号输入：操作员通过操纵装置（如操纵杆或按钮）输入加工信号来调整绞车系统的工作状态。
6. 驱动装置工作：绞车驱动装置受到加工信号控制，开始工作，通过驱动装置带动绞车机构的旋转。
7. 绞车机构工作：绞车机构（如绞车齿轮、绞车绳等）开始运转，将动力转化为作用在绞车绳上的拉力。
8. 货物或乘客吊起：绞车绳拉力作用下，货物或乘客开始被吊起，并且随着绞车机构的旋转而上升。
9. 停止或调整：根据实际需要，操作员可通过操纵装置停止绞车系统的工作，或者调整绞车系统的工作状态。
10. 完成任务：根据需求，货物或乘客被吊升至理想位置后，
绞车系统完成任务，继续其它操作或进入待命状态。
以上是直升机绞车的一般工作原理，具体的实现可能会有一些差异。
值得注意的是，直升机绞车系统的工作需要严格的操作和控制，以确保安全性和正常运行。
直升机电动绞车传动系统动力学分析
直升机电动绞车传动系统动力学分析直升机电动绞车传动系统动力学分析引言：直升机电动绞车传动系统是直升机的重要组成部分，负责提供升降缆绳的动力。
该系统的运行稳定性和安全性直接关系到飞行器的起降操作和救援工作的顺利进行。
针对直升机电动绞车传动系统的动力学特性，本文将从系统结构、动力学模型和性能分析等三个方面进行详细分析。
一、直升机电动绞车传动系统结构：直升机电动绞车传动系统由电机、减速器、辅助装置和驱动装置等组成。
电动机作为系统的动力源，通过减速器将电机输出的高速低扭矩的力传递给辅助装置，再通过拉索将力传递给绞车上的滑轮，最终实现对缆绳的升降控制。
二、直升机电动绞车传动系统动力学模型：为了深入了解直升机电动绞车传动系统的动力学特性，我们可以建立相应的数学模型。
假设绞车质量可忽略不计，以简化分析，那么动力学模型可以表示为以下方程：1. 电机动力学方程：根据电机的特性，可以建立电机动力学方程，描述电机输出力矩与电机电流之间的关系。
2. 减速器动力学方程：根据减速器的传动特性，可以建立减速器动力学方程，描述减速器输出力矩与输入力矩之间的关系。
3. 绞车动力学方程：根据绞车的特性，可以建立绞车动力学方程，描述绞车所受到的力与滑轮运动之间的关系。
通过对以上方程进行求解和仿真，我们可以得到直升机电动绞车传动系统的动力学特性，包括力矩响应、位置误差和系统稳定性等。
三、直升机电动绞车传动系统性能分析：1. 功率匹配性能分析：通过系统动力学模型，可以分析电机输出功率与绞车所需功率之间的匹配情况。
当电机输出功率小于绞车所需功率时，会导致绞车无法正常工作；当电机输出功率大于绞车所需功率时，会造成系统过载。
因此，需要合理选择电机和减速器，并进行功率匹配设计，以保证系统的可靠运行。
2. 稳定性分析：通过对动力学方程的分析，可以判断直升机电动绞车传动系统的稳定性。
当系统的动态响应过于迟缓或过于敏感时，可能会影响到直升机的起降操作和救援工作。
直升机电动绞车
电动绞车的组成
• • • • • 电机 传动装置 钢索 控制盒 支架
1.操纵手柄 3.抓取杆
2.钢索 4.支架
绞车提升问题
• 极限是多少？
540KG
速度问题
• 绞车到底该以大速度提升货物？
270KG—— 0~0.75m/s 136KG—— 0~1.75m/s
电动绞车关键技术
• 静力分析和机架设计 主要考虑空气阻力外挂阻力，合理设计 合适的机架（支架）。
直升机电动绞车
第一小组
电动绞车
2011年9月15日，首届中国天津国际直升机博览会在天 津开幕，200余家全球知名航空企业参展。
直升机电动绞车到底在那个部位？
×
直升机电动绞车到底在那个部位？
√
功用
在空中吊升或降下一定负载的设备和人 员，在地面也可用于牵引货物。
功用
电动绞车是新型的救生工具
电动绞车关键技术
• 减振处理 绞车振动是一个很严重的问题，剧烈的 振动会对救援带来不便，甚至导致在救援 过程中车毁人亡。
• 电动绞车的发明在我们灾后救援，货物运 输，森林灭火等很多方面发挥着重要作用。 同时也潜在着很大的发展空间，希望同志 们用于探索，研制出更加稳定，有效的新 型绞车。
一种直升机电动绞车钢索检测绕线机[发明专利]
![一种直升机电动绞车钢索检测绕线机[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2be0ed32360cba1aa911da7c.png)
专利名称：一种直升机电动绞车钢索检测绕线机专利类型：发明专利
发明人：黄勇
申请号：CN201710272008.7
申请日：20170424
公开号：CN106904547A
公开日：
20170630
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种直升机电动绞车钢索检测绕线机，机体箱内设置有排线器和绕线区，绕线区的一端安装有侧挡板，机体箱一端外侧设置有阻力螺丝和止逆销，阻力螺丝的一端连接有把手，把手连接有阻力调节螺母，绕线区的另一端连接有开口挡板，开口挡板连接有支撑轴，支撑轴上设置有挂钩固定组件和挂钩位，支撑轴固定在机体箱的另一端，且连接外部紧固组件，本装置操作方便、提高检测效率、减轻检测人员负担以及减少和避免钢索在检测过程中的磨损。
申请人：东莞市雄大机械有限公司
地址：523000 广东省东莞市万江街道新和社区创业工业园盛丰路12号内B栋一楼仓库B区
国籍：CN
代理机构：北京卓恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：陈益思
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多机传动式变频绞车性能测试系统[发明专利]
![多机传动式变频绞车性能测试系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2a68ed69e53a580217fcfe5b.png)
专利名称：多机传动式变频绞车性能测试系统专利类型：发明专利
发明人：汪峰
申请号：CN201910178867.9
申请日：20190311
公开号：CN110095298A
公开日：
20190806
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及绞车测试系统技术领域，且公开了一种多机传动式变频绞车性能测试系统，包括底架，底架侧壁连接与支板一，支板一顶部安装有伺服电机，底架顶部开设有凹槽，凹槽内部设有移动块一和移动块二，移动块一和移动块二侧壁开设有螺纹相反的螺纹孔，伺服电机输出端通过联轴器一与螺杆一端连接，螺杆表面设置有两段相反的螺纹，螺杆一端依次贯穿底架侧壁。
本发明通过设置电磁铁与磁块之间吸附的磁力，利用变阻箱一和变阻箱二改变通电线圈的电流大小，从而改变磁力的大小，从而检测绞车的拉力性能，在检测的过程中没有用到机械或者液压，减少了测试设备的损耗，达到了测试过程中减少测试设备损耗，节约成本的目的。
申请人：南通联升电力科技有限公司
地址：226000 江苏省南通市崇川区跃龙南路182号1幢
国籍：CN
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直升机电动绞车传动系统可靠性分析
直升机电动绞车传动系统可靠性分析直升机电动绞车传动系统可靠性分析直升机是一种重要的空中运输工具，其能力和安全性对于军事和民用领域具有重大意义。
而直升机的绞车传动系统作为其中的关键组成部分，对于空中救援、运输和交通管制等任务起到了至关重要的作用。
本文将对直升机电动绞车传动系统的可靠性进行分析，并探讨其中的可靠性问题及其解决方法。
电动绞车传动系统是直升机用于起吊重物和进行空中救援的重要设备。
它由电动机、减速器、传动链条、绞车钩等多个组成部分组成。
其主要功能是通过电动机提供的动力传递至绞车钩，实现起吊物体并控制其升降的动作。
首先，我们来分析直升机电动绞车传动系统的可靠性问题。
在实际运行中，直升机电动绞车传动系统存在以下几个主要的可靠性问题：1. 电动机故障：电动机作为整个传动系统的动力来源，一旦出现故障将影响系统的正常工作。
常见的电动机故障包括绕组电流过大、电机运行噪音过大等。
2. 减速器问题：减速器是传动系统的重要组成部分，其主要功能是将电动机高速旋转的动力转变为绞车钩所需的低速高扭矩。
然而，在长时间高负载运行下，减速器可能会出现齿轮磨损、油封漏油等问题。
3. 传动链条失效：传动链条是将减速器的力传递至绞车钩的重要部件，但由于工作环境的恶劣和长时间的高负载运行，链条可能会出现拉伸、磨损、断链等问题。
如何解决这些可靠性问题，提高直升机电动绞车传动系统的可靠性呢？以下是几个可能的解决方法：1. 定期维护检查：通过定期对电动绞车传动系统进行维护检查，及时发现和解决故障，防止故障扩大化。
2. 使用可靠的零部件：选用质量可靠的电动机、减速器和传动链条等零部件，以确保系统的稳定运行。
3. 合理设定工作范围：根据直升机的工作任务和运行环境，合理设定电动绞车传动系统的工作范围，避免过载和长时间高速运转。
4. 引入自动监测系统：利用现代技术手段，引入自动监测系统对电动绞车传动系统进行实时监测和数据采集，以提前发现故障迹象。
某型直升机高可靠集成式通用自动测试系统的研制
装备环境工程第20卷第5期·104·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年5月某型直升机高可靠集成式通用自动测试系统的研制李燕1,2，王海涛1，敬宏2，敬敏2，赵书艺2（1. 南京航空航天大学，南京 210016；2. 成都国营锦江机器厂，成都 610043）摘要：目的研制某型直升机电子产品通用自动测试系统，通过自动检测快速隔离各系统电子产品故障，加快故障修复，保障装备的完好率。
方法在充分分析故障损伤原因、类型、影响以及各系统电子产品测试需求、测试信号、性能特征的基础上，利用国内外先进的自动测试技术、总线技术、虚拟仪器技术、面向信号的软件架构及编程语言技术等，完成通用自动测试系统软硬件平台的设计与开发。
结果采用VXI、GPIB、1553B、LAN等多种总线仪器，在满足测试需求的前提下，减小了自动测试系统的体积。
采用虚拟仪器技术，实现了测试程序与硬件资源的无关性，使用面向信号的ATLAS语言编写测试程序，方便移植，提高了测试程序的开发效率。
结论通过长时间的使用验证，该自动测试系统可完成某型直升机各系统电子产品的功能检查、性能检测及服役故障隔离，通用性、集成性、可靠性、耐久性、操作性强，还有一定机动性，适用于各种地面环境装备保障任务。
关键词：集成；可靠性；自动测试设备；机载电子产品；故障隔离；地面保障中图分类号：V216 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)05-0104-07DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.05.015Development of Highly Reliable Integrated GATS for a Certain HelicopterLI Yan1,2, WANG Hai-tao1, JING Hong2, JING Min2, ZHAO Shu-yi2(1. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu Nanjing 210016, China;2. Chengdu State-owned Jinjiang Machinery Factory, Chengdu 610043, China)ABSTRACT: The repair factory has developed a universal automatic test system (GATS) for the electronics in a certain type of helicopter, which can automatically detect and quickly isolate the failures of electronics of various systems, speed up the repair of failures, and ensure the completion rate of equipment. Based on the comprehensive analysis of the causes, types and effects of failures, as well as the test requirements, test signals and performance characteristics of the electronics, the hardware platform of GATS was designed and developed by the advanced automatic test technology, bus technology, virtual instrument technology, signal-oriented software architecture and programming language etc. in China and abroad. VXI, GPIB, 1553B and LAN bus in-struments were adopted to reduce the volume of GATS on the premise of meeting the test requirements. Virtual instrument technology was used to achieve the independence between the test program and hardware resources. The signal-oriented ATLAS收稿日期：2023–03–14；修订日期：2023–05–06Received：2023-03-14；Revised：2023-05-06作者简介：李燕（1989—），女。
飞机绞车和推进系统的设计与优化
飞机绞车和推进系统的设计与优化随着航空技术的不断发展，飞机的设计和优化也越来越重要。
其中，飞机绞车和推进系统的设计与优化是飞机运行的关键组成部分。
本文将深入探讨飞机绞车和推进系统的设计和优化，并探讨如何提高飞机的性能和效率。
一、飞机绞车的设计与优化飞机绞车是用于起降的重要设备，它负责将飞机从静止状态加速到足够的起飞速度。
因此，飞机绞车的设计和优化对于飞机起降性能非常关键。
1.1 绞车功率的计算绞车功率是指绞车产生的能量，它决定了飞机起飞的能力。
正确计算绞车功率是设计绞车的第一步。
绞车功率的计算需要考虑多个因素，包括飞机的重量、起飞速度、滑行阻力和加速时间等。
通过理论计算和实验数据的结合，可以确定绞车功率的合理范围。
1.2 绞车系统的结构和材料优化绞车系统的结构和材料对于飞机性能有直接影响。
优化绞车系统的结构和材料可以减小绞车的重量、提高绞车的刚度和强度。
材料的选择要考虑到绞车所承受的应力和温度等因素。
通过采用先进的材料和结构设计，可以降低绞车系统的重量，提高飞机的起降性能。
1.3 推进系统的设计与优化推进系统是飞机的核心动力装置，它提供了足够的推力使飞机飞行。
推进系统的设计和优化直接影响着飞机的速度、耗油量和航程等重要性能指标。
2.1 推进系统的布局和配置推进系统的布局和配置是设计推进系统的关键一步。
合理的布局可以确保飞机的推力和空气动力学的匹配，减小飞机的阻力。
同时，推进系统的配置也需要考虑到飞机的平衡性和安全性。
2.2 推进系统的内部构造和材料优化推进系统的内部构造和材料的选择直接影响着推进系统的性能和寿命。
优化推进系统的内部构造可以提高推进系统的效率和可靠性，并减小振动和噪音。
同时，材料的选择要考虑到推进系统所受到的高温和高压等环境影响。
三、设计与优化的重点与挑战设计和优化飞机绞车和推进系统的过程中存在着一些重点和挑战。
首先，需要综合考虑飞机的性能指标、安全要求和经济效益等因素。
其次，需要结合实际应用环境和条件，进行合理的设计和优化。
直升机电动绞车测试系统的研制
直升机电动绞车测试系统的研制
直升机电动绞车测试系统的研制
为实现直升机电动绞车的智能测试,研制了一种直升机电动绞车测试系统,给出了软硬件组成及工作原理,并介绍了主要技术难点和解决方法.
作 者： 张文军 郭海松 Zhang Wenjun Guo Haisong 作者单位： 空军第一航空学院 刊 名： 航空制造技术 ISTIC 英文刊名： AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2006 ""(12) 分类号： V2 关键词： 直升机 电动绞车 测试系统
航空电动绞车缠绕机构变张力控制系统
航空电动绞车缠绕机构变张力控制系统严霜;廖俊必;林传华【摘要】航空电动绞车主要用于极端条件下人员救援或物资运送,为保证安全工作,需加装钢缆缠绕机构张力控制系统.文中提出了一种基于绞车滚筒和张力轮速度差实现的实时变张力控制方案,主要介绍了单片机信号采集处理和电机驱动控制模块,重点解决了单片机PWM控制信号产生以及电机低速平稳性问题.实验证明,该系统可根据实时信号灵活控制张力有无及方向,具有结构简单、重量轻等特点,特别是对于高性能轻型起吊机有普遍意义.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2010(036)003【总页数】4页(P73-75,85)【关键词】航空电动绞车;变张力控制;直流力矩电机;PWM技术;单片机【作者】严霜;廖俊必;林传华【作者单位】四川大学制造学院,四川,成都,610065;四川大学制造学院,四川,成都,610065;四川大学制造学院,四川,成都,610065【正文语种】中文【中图分类】V242.4;TP2731 引言直升机电动绞车作为直升飞机的外挂物，其体积小重量轻，集机械、电控技术于一身，设备安全性要求高，其工作过程是：直升机在目标起吊物上空悬停，飞行员控制绞车放出钢缆，达到预定长度后，起吊人员或物资。
当绞车空载下降时，由于吊钩自身重力不足和钢缆导向机构的摩擦阻力作用，会使钢缆在绞车内部卷曲，引起如钢缆不能自由下放、排线混乱等一系列问题，使绞车不能安全工作。
直接增加吊钩配重可以解决这一问题，但是会增加绞车自重，造成电机功率浪费。
因此，需为绞车设置专门的张力机构[1]，实现轻载上升/下降时产生张力，张紧钢缆；重载上升/下降时，不产生张力，则由重物直接作用使钢缆张紧。
国外的同类产品采用机械式实现这一功能，机构复杂，较为笨重；国内从论文来看，应用于纺布卷绕机，印刷机的闭环恒张力控制系统较为普遍[2-4]，而应用于电动绞车以及类似高性能轻型起吊机的可控变张力机构则较为少见。
该系统采用单片机为核心控制单元实现信号采集与控制信号输出，以直流力矩电机为执行机构，结合双极性可逆PWM控制，实现了一套基于力矩电机的可控变张力机构，可根据载重情况和转速方向调节张力。
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直升机电动绞车测试系统的研制
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ Ｗｉｎｃｈ ｏｆ ａ Ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ
空军第一航空学院 张文军 郭海松
［摘要］ 为实现直升机电动绞车的智能测试， 研 制了一种直升机电动绞车测试系统， 给出了软硬件组 成及工作原理， 并介绍了主要技术难点和解决方法。
制 器 、交 直 流 接 触 器 、继 电 器 、电 源 及 其 控 制 开 关 等 组 成。它是计算机接口控制板和受控设备之间的桥梁。
绞车试验驱动控制台主要由力矩电机、转速转矩 传感器、缠绕盘、绞车安装随动平台等组成。其主要功 能是实现钢索自动缠绕和钢索负荷加载。
２００６ 年第 １２ 期·航空制造技术 ７３
７４ 航空制造技术·２００６ 年第 １２ 期
理频繁， 因此， 基于数据库的模块化通用测试软件设计 的关键是为ＴＰＳ设计出优良的数据库接口。但是， 系统 实时采集现场测试 的 数 据 是 由Ｌａｂ Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＶＩ编 程 的， 而数据处理和专家系统则由ＶＦＰ开发， 这就需要将 两个平台连接起来。由于ＣＶＩ和ＶＦＰ本身没有预留数据 接口， 在设计时数据库操作采用Ｃ语言方式， 开发了 Ｌａｂ Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＶＩ与ＶＦＰ的专用数据接口。
科 技 成 果·学 术 论 文
２ 软件组成与工作原理
软件操作系统平台采用Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００， 开发平台 采用Ｌａｂ Ｗｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ， 数据处理采用语言工具ＶＦＰ。软 件主要由系统初始化模块、主控模块、性能测试操作模 块 、数 据 管 理 模 块 、仪 器 设 备 驱 动 模 块 、信 号 实 时 采 集 模块、故障诊断模块等组成。其组成原理框图见图３。
基于数据库的模块化通用测试程序实现的基本步 骤可概括为： 调用交互式用户界面； 根据用户界面设置 的测试要求打开数据库， 读取测试流程； 根据测试流程 启动相应的测试功能函数， 进行参数配置、数据采集、 分析计算等操作， 并将测试结果存入数据库； 启动数据 库 管 理 模 块 进 行 测 试 结 果 浏 览 、修 改 、打 印 、故 障 诊 断 等， 并将测试结果按用户要求送回界面。由程序实现的 步骤可以看出， 在测试软件开发过程中， 对数据库的处
一般电机
ＭＨ′
３
２
ＭＨ 力矩电机
０ 转速 ｎ
１ ｎ３ ｎｍ ｎ２ （ｎ１，ｎ０）
图５ 三相异步电机的转矩转速特性 Ｆｉｇ．５ Ｔｏｒｑｕｅ－ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ
０￣ｎｍ是不稳定运行区， 在这一段中机械特性和负 载转矩的交点３是不稳定的。因为对应于点３的转速由 于 外 界 的 某 些 影 响 稍 微 增 加 其 转 矩 即 超 过 负 载 ＭＨ′而 使电机加速， 最后运行在第二段中的点２所对应的转速 ｎ２上。反之， 如由于外界的某些影响使点３的转速稍一 下降， 则其转矩即低于负载而被降速至零。由此可见， 电 动 机 的 转 速 可 变 化 范 围 仅 局 限 在ｎｍ￣ｎ０这 一 段 狭 窄 的区域内， 如果要增大这个范围就必须使最大转矩左 移。该力矩电机就是根据这个原理制造的， 其最大转矩 发生在接近于堵转附近， 见图６， 可稳定运转范围极宽， 从接近同步转速一直到接近堵转都能稳定运转， 故能 较好地满足系统试验所需性能， 包括４ ０５０Ｎ张力下连 续堵转５ｍｉｎ的条件， 是测试系统的理想配套装置。
关键词： 直升机 电动绞车 测试系统 ［ＡＢＳＴＲＡＣＴ］ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗｉｎｃｈ ｏｆ ａ ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ， ａ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ． Ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｉｆ－ ｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： Ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ｗｉｎｃｈ Ｔｅｓｔ－ ｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
电动绞车在直升机上有广泛的应用， 可以完成人 员救生和吊装货物等工作， 其性能的好坏直接影响飞 行性能及飞行安全。因此， 电动绞车系统及其各组成部 件在出厂、定检和大修之后都必须进行单独的性能试 验和整体的系统试验， 以检验其性能是否满足技术要 求。而目前国内尚无直升机电动绞车的测试设备， 修理 时需送到国外。为解决在国内进行直升机电动绞车测 试的难题， 研制了一种基于转矩转速传感器的电动铰 车智能测试系统， 该系统智能化程度高， 性能可靠， 操 作方便。
卷绕特性
转矩 Ｍ
电机特性
０
１／３ｎ０ ２／３ｎ０
ｎ０
转速 ｎ
图４ 转矩转速特性与张力匹配曲线 Ｆｉｇ．４ Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｏｒｑｕｅ－ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
ａｎｄ ｔｅｎｓｉｏｎ ｍａｔｃｈｉｎｇ
转矩 Ｍ 转矩 Ｍ
时采取了如下两个措施： 第一， 将力矩电机设计成转矩 和转速能够同时宽范围调节， 以便将转矩和转速调节 到图４中两条曲线交点之间的阴影部分， 使卷绕特性最 为理想； 第二， 设计了专用的力矩电机控制器， 与转矩 转速传感器共同对力矩电机实现闭环控制， 从而实现 力矩电机的恒功率控制。现将其原理分述如下。 ３．２ 力矩电机的转矩和转速同时实现宽范围调节
１ 硬件组成与工作原理
智能测试系统的硬件主要由３部分组成： 计算机及 其接口控制板、端口适配器、绞车试验驱动控制台。其 硬件结构见图１。
这３部分通过各种电控制信号实现彼此关联， 其工 作原理框图如图２所示。
计算机及其接口控制板主要由工控机系统和计算 机接口控制板组成。工控机系统包括主机、显示器、键 盘、鼠标等； 接口控制板包括开关量输出板、开关量输 入板、模拟量输出板、模拟量输入板、定时计数器板、步 进电机控制板、转矩转速采集板等。其主要功能是实现 计算机对受控设备的信号采集和加载。
系统初始化模块
检测系统主控模块
仪
信
器
号
设 备
பைடு நூலகம்
性能测试操作模块
实 施
驱 动
电机测试 控制盒测试 … 钢索测试
采 集
模
模
块
块
数据管理模块
数据库
浏览 ……
图３ 系统软件基本组成原理框图 Ｆｉｇ．３ Ｂａｓｉｃ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ
ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ
各种电源的控制开关
开关量输入板
绞车钢索行程终止开关
工 控 机
模拟量输出板
端 三相异步交流力矩电机
口
随动平台驱动步进电机
步进电机控制板
适
接
操纵手柄驱动步进电机
口
配
总 线
模拟量输入板
霍尔电流和电压传感器 器
定时计数器板
光电轴角式编码传感器
转矩转速采集板
磁电式转矩转速传感器
图２ 电动绞车智能测试系统工作原理框图 Ｆｉｇ．２ Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗｉｎｃｈ
端口适配器主要由步进电机驱动器、力矩电机控
轨道 固定架
滑轨
缠绕轮
工控机
机载绞车 扭矩传感器 减速器
电机
控制柜
图１ 电动绞车智能测试系统硬件结构 Ｆｉｇ．１ Ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ
ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗｉｎｃｈ
ＩＳＡ
开关量输出板
科 技 成 果·学 术 论 文
Ｍ６ Ｍ５ Ｍ４ Ｍ３ Ｍ２ Ｍ１
０ ｎ６ ｎ５ ｎ４ ｎ３ ｎ２ ｎ１ 转速 ｎ
图６ 力矩电机的转矩转速特性 Ｆｉｇ．６ Ｔｏｒｑｕｅ－ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ
ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｏｒｑｕｅ ｍｏｔｏｒ
３．３ 力矩电机的专用控制器设计 专用力矩电机控制器采用双向晶闸管， 改变流过
测试系统的硬件平台采用了通用标准接口， 为系 统的进一步扩展奠定了良好的基础。硬件系统的这种 配置要求软件系统也具有开放性， 能够根据新的被测 设备需求， 灵活方便地增加新的事物处理系统ＴＰＳ。为 此， 开发了一种基于数据库的模块化通用测试软件， 通 过数据库控制测试流程。由于测试流程填写在数据库 中， 当被测对象改变时， 用户可以根据新的被测设备需 求， 方便地通过改写数据库改变测试流程， 而不必大量 重新改写和编写程序。这样可便于软件的高效开发、使 用和维护， 使自动测试设备ＡＴＥ具备了通用性和可扩 展性。
（ 责编 根山） ２００６ 年第 １２ 期·航空制造技术 ７５
一般三相异步电机的转矩转速特性（ 即机械特性） 如图５所示， 其中ｎｍ为对应于最大转矩时的转速 ， 它也 是电动机机械特性的“稳定部分”和“不稳定部分”的分 界线。从ｎｍ￣ｎ０一段称之为可稳定运转部分， 而把０￣ｎｍ称 之为不稳定部分。“稳定”的含义是假如电动机原来在 “稳定”部分点１运行， 若由于某种原因， 负载力矩ＭＨ增 加到ＭＨ′时， 电动机转矩比负载力矩小， 电动机开始降 速， 但随着转速下降， 电动机的输出转矩增加， 直至与 ＭＨ′平衡， 电动机就稳定在点２运转， 转速为ｎ２（ ｎ２＜ ｎ１） 。
同步信 号检测
同步 锯齿波
移相器
宽脉冲 发生器
设定
积分比例 放大器
电压反馈
图７ 力矩电机控制器原理框图 Ｆｉｇ．７ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ