(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202010373270.2
(22)申请日 2020.05.06
(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号 CN 111504659 A
(43)申请公布日 2020.08.07
(73)专利权人 中国民航大学
地址 300300 天津市东丽区津北公路2898
号
(72)发明人 戴轩 徐金 孙海龙 姜运亮
(74)专利代理机构 天津才智专利商标代理有限
公司 12108
代理人 庞学欣
(51)Int.Cl.
G01M 17/013(2006.01)
B64F 5/60(2017.01)
审查员 朱冰冰 (54)发明名称
(57)摘要
一种多功能机场道面单轮试验加载架。
竖向传动系统和加载砝码；机轮竖向传动系统包
固定架、固定螺丝套及飞机轮胎主体。本发明效
果：采用实际飞机轮胎加载，与工程实际相符合，
具有多功能性，可满足不同道面试验的需求。当
在竖向加载篮中放置加载砝码，抬升机轮竖向传
动系统及竖向加载篮时，可进行机场道面竖向加
载试验，同时可研究不同道面的轮印大小；当限
位框架通过地脚螺栓固定于地面上，可对飞机轮
胎主体的水平受力进行实验分析，如研究拦阻系
统的影响；当抬升限位框架，此时飞机轮胎主体
可作为设备的轮胎，
便于设备的移动。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 111504659 B 2022.02.18
C N 111504659
B
1.一种多功能机场道面单轮试验加载架，其特征在于：所述的多功能机场道面单轮试验加载架包括竖向加载篮(1)、限位框架(2)、激光位移传感器(9)、机轮竖向传动系统(12)和加载砝码(14)；其中，所述的限位框架(2)为桌式结构，下端通过地脚螺栓(3)固定在地面上，顶面中部形成有一个开孔；竖向加载篮(1)设置在限位框架(2)的正上方，内部用于放置加载砝码(14)；机轮竖向传动系统(12)包括主传动轴承杆(4)、法兰轴套(5)、减震弹簧(7)、飞机轮胎固定架(8)、固定螺丝套(11)及飞机轮胎主体(10)；主传动轴承杆(4)的上端连接在竖向加载篮(1)的底面中部，中部从上至下依次贯穿法兰轴套(5)的中心孔及限位框架
(2)上的开孔，下端利用固定螺丝套(11)与飞机轮胎固定架(8)的上端连接；减震弹簧(7)套在位于限位框架(2)的顶面和固定螺丝套(11)之间的主传动轴承杆(4)上；飞机轮胎主体
(10)的中心轴连接在飞机轮胎固定架(8)的下端；激光位移传感器(9)安装在飞机轮胎固定架(8)的侧面上，通过向限位框架(2)发射激光来测量飞机轮胎主体(10)的竖向位移。
2.根据权利要求1所述的多功能机场道面单轮试验加载架，其特征在于：所述的机轮竖向传动系统(12)还包括两根设置在主传动轴承杆(4)两侧的辅助传动轴承杆(6)，每根辅助传动轴承杆(6)的上端固定在竖向加载篮(1)的底面外侧部位，中部贯穿限位框架(2)上的开孔，下部穿过飞机轮胎固定架(8)的上端，下端利用螺母固定。
3.根据权利要求1所述的多功能机场道面单轮试验加载架，其特征在于：所述的竖向加载篮(1)为正方体形钢结构箱体。
权 利 要 求 书1/1页CN 111504659 B
一种多功能机场道面单轮试验加载架
技术领域
[0001]本发明属于机场工程技术领域，特别是涉及一种多功能机场道面单轮试验加载架。
背景技术
[0002]民航是国家交通运输系统的重要组成部分，发展迅猛。2018年我国民航完成运输总周转量1206.4亿吨公里，同比增长11.4％，旅客运输量6.1亿人次，同比增长10.9％。预计到2035年，我国民航机场数量预期会从2018年的235个增加到460个左右，未来我国机场建设将面临快速发展。
[0003]在机场建设过程中，飞机跑道作为航空器起飞降落的主要通道，发挥着重要的作用，保证跑道的耐久性及承载能力是建设平安机场的重要内容。目前对于机场跑道的设计理论主要来源于经典理论，与跑道真实工作情况往往有所差别。分析跑道受力状态最为可靠的方法是进行现场试验，然而机场跑道建成后，进行现场试验不仅费用巨大，而且由于机场运行的压力也较难实现。因此，开发相应的室内模型试验设备对机场跑道的受力状态进行试验分析变得尤为重要。
[0004]在对跑道土基进行测试时，普遍采用荷载板试验。然而在实践过程中，存在机轮与道面结构的相互作用，故需开发符合工程实际的试验手段以对机场道面竖向受力情况及飞机轮胎水平受荷情况进行分析。
发明内容
[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多功能机场道面单轮试验加载架。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供的多功能机场道面单轮试验加载架包括竖向加载篮、限位框架、
激光位移传感器、机轮竖向传动系统和加载砝码；其中，所述的限位框架为桌式结构，下端通过地脚螺栓固定在地面上，顶面中部形成有一个开孔；竖向加载篮设置在限位框架的正上方，内部用于放置加载砝码；机轮竖向传动系统包括主传动轴承杆、法兰轴套、减震弹簧、飞机轮胎固定架、固定螺丝套及飞机轮胎主体；主传动轴承杆的上端连接在竖向加载篮的底面中部，中部从上至下依次贯穿法兰轴套的中心孔及限位框架上的开孔，下端利用固定螺丝套与飞机轮胎固定架的上端连接；减震弹簧套在位于限位框架的顶面和固定螺丝套之间的主传动轴承杆上；飞机轮胎主体的中心轴连接在飞机轮胎固定架的下端；激光位移传感器安装在飞机轮胎固定架的侧面上，通过向限位框架发射激光来测量飞机轮胎主体的竖向位移。
[0007]所述的机轮竖向传动系统还包括两根设置在主传动轴承杆两侧的辅助传动轴承杆，每根辅助传动轴承杆的上端固定在竖向加载篮的底面外侧部位，中部贯穿限位框架上的开孔，下部穿过飞机轮胎固定架的上端，下端利用螺母固定。
[0008]所述的竖向加载篮为正方体形钢结构箱体。
[0009]本发明提供的多功能机场道面单轮试验加载架具有的优点和积极效果是：采用实际飞机轮胎加载，与工程实际相符合，此外，本发明具有多功能性，可满足不同道面试验的需求。当在竖向加载篮中放置加载砝码，抬升机轮竖向传动系统及竖向加载篮时，可进行机场道面竖向加载试验，同时可研究不
同道面的轮印大小；当限位框架通过地脚螺栓固定于地面上，可对飞机轮胎主体的水平受力进行实验分析，如研究拦阻系统的影响；当抬升限位框架，此时飞机轮胎主体可作为设备的轮胎，便于设备的移动。
附图说明
[0010]图1为本发明提供的多功能机场道面单轮试验加载架总体立体图；
[0011]图2为本发明提供的多功能机场道面单轮试验加载架主视图。
具体实施方式
[0012]为进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0013]如图1—图2所示，本发明提供的多功能机场道面单轮试验加载架包括竖向加载篮1、限位框架2、激光位移传感器9、机轮竖向传动系统12和加载砝码14；其中，所述的限位框架2为桌式结构，下端通过地脚螺栓3固定在地面上，顶面中部形成有一个开孔；竖向加载篮1设置在限位框架2的正上方，内部用于放置加载砝码14；机轮竖向传动系统12包括主传动轴承杆4、法兰轴套5、减震弹簧7、飞机轮胎固定架8、固定螺丝套11及飞机轮胎主体10；主传动轴承杆4的上端连接在竖向加载篮1的底面中部，中部从上至下依次贯穿法兰轴套5的中心孔及限位框架2上的开孔，下端利用固定螺丝套11与飞机轮胎固定架8
的上端连接；减震弹簧7套在位于限位框架2的顶面和固定螺丝套11之间的主传动轴承杆4上；飞机轮胎主体10的中心轴连接在飞机轮胎固定架8的下端；激光位移传感器9安装在飞机轮胎固定架8的侧面上，通过向限位框架2发射激光来测量飞机轮胎主体10的竖向位移。
[0014]所述的机轮竖向传动系统12还包括两根设置在主传动轴承杆4两侧，起导向作用的辅助传动轴承杆6，每根辅助传动轴承杆6的上端固定在竖向加载篮1的底面外侧部位，中部贯穿限位框架2上的开孔，下部穿过飞机轮胎固定架8的上端，下端利用螺母固定，。[0015]所述的竖向加载篮1为正方体形钢结构箱体。
[0016]现将本发明提供的多功能机场道面单轮试验加载架的工作原理举例阐述如下：[0017]当需要进行机场道面竖向加载试验时，首先利用人工或机械的方式抬升限位框架2，然后利用飞机轮胎主体10将本装置移至待测试点位，之后利用地脚螺栓3将限位框架2固定在地面上；抬升机轮竖向传动系统12及竖向加载篮1至选定位置，读取激光位移传感器9的初始度数；然后向竖向加载篮1内装入加载砝码14，这时主传动轴承杆4、飞机轮胎固定架8、固定螺丝套11及飞机轮胎主体10将一起下移，由此将上部荷载传递至待测试的机场道面，在此过程中将拉伸减震弹簧7，记录激光位移传感器9的竖向位移及道面应力，完成一次测试；继续增加加载砝码14的重量，进行下一次机场道面竖向加载测试。当完成测试后，从竖向加载篮1内取下加载砝码14，这时主传动轴承杆4、飞机轮胎固定架8、固定螺丝套11及飞机轮胎主体10将在减震弹簧7的弹性恢复力及辅助千斤顶抬升作用下一起上移，由此离开机场道面。
[0018]当需要进行机轮水平拦阻试验时，首先利用人工或机械的方式抬升限位框架2，然后利用飞机轮胎主体10将本装置移动至待测试点位，之后利用地脚螺栓3将限位框架2固定在地面上；然后在竖向加载篮1内装入固定质量的加载砝码14，向飞机轮胎主体10的下方水平牵引与本装置配套使用的水平运动机构13，当水平运动机构13及其内的拦阻材料与飞机轮胎主体10接触后，测量记录激光位移传感器9的竖向位移及飞机轮胎主体10的受力，完成一次测试。继续增加加载砝码14的重量或改变水平运动机构13内拦阻材料的类型，进行下一次机轮水平拦阻测试。当完成测试后，从竖向加载篮1内取下加载砝码14，这时主传动轴承杆4、飞机轮胎固定架8、固定螺丝套11及飞机轮胎主体10将在减震弹簧7的弹性恢复力及辅助千斤顶抬升作用下一起上移，由此离开水平运动机构13。
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