(57)【要約】      （修正有）【課題】試験される構造体の励振ポイントに対して、動電型加振システムを位置決め及び位置合わせするための方法及び装置を提供する。【解決手段】航空機の加振システム１００は、ベースプレート１０４、支持プレート１２０、固定機構１５０を含む。ベースプレート１０４は、ベースプレート１０４に連結された複数の回転可能なボール搬送ユニット１０８を備える。支持プレート１２０は、その上に動電型加振機１４０及びトラニオン１３０を支持し、ボール搬送ユニット１０８を介して支持プレート１２０を被験物質に対して位置合わせするように、ベースプレート１０４のボール搬送ユニット１０８に載置される。動電型加振機１４０の撓み部１４４は、被験物質と正確に位置合わせされ且つ被験物質に連結される。開示される動電型加振機１４０は、精密機器を利用せず、且つ、試験場所に通常存在する塵、埃、及び他の環境汚染物を許容する。【選択図】図２
2017125839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートであって、
前記ベースプレートを通って開けられた複数の孔、及び
複数の電動式ボール搬送ユニットを備えた、ベースプレートと、
航空機の加振機を支持するための支持プレートであって、前記ベースプレートに載置され、且つ、前記ボール搬送ユニットが電気的に駆動されたときに、前記ベースプレートに対して移動可能なように構成されている、支持プレートとを備える、航空機の加振システム。
【請求項２】
前記ボール搬送ユニットの電源が切られたときに、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定するための、少なくとも１つの固定機構を更に備える、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項３】
前記固定機構が、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定するための、可動トグルクランプである、請求項２に記載の航空機の加振システム。
【請求項４】
各固定機構が、少なくとも１つの孔を介して前記ベースプレートに連結されている、請求項２に記載の航空機の加振システム。
【請求項５】
各ボール搬送ユニットが、
前記孔内に位置決めされたハウジング、及び
前記ハウジング内のボールベアリングであって、電源と電気的に接続され、前記ハウジングから外へ部分的に延伸している、ボールベアリングを備える、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項６】
振動抑制機構を更に備える、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項７】
前記複数の孔が、格子状の構成で間隔を空けられている、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項８】
固定機構を更に備え、
前記固定機構が、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定させるための、少なくとも１つの可動な締め付け機構を備える、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの可動な締め付け機構が、少なくとも１つの孔を介して前記ベースプレートに連結されている、請求項８に記載の航空機の加振システム。
【請求項１０】
前記ボール搬送ユニットが、固定ボール搬送ユニットを備える、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項１１】
前記支持プレートが、前記動電型加振機と調整可能に連結され且つ前記支持プレートに連結された、トラニオンを更に備える、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項１２】
前記ベースプレートと前記支持プレートが、アルミニウム材料、鋼材料、又は合金若しくはそれらの混合物を含む、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項１３】
前記支持プレートが、前記ベースプレートに連結された圧延された表面を含む、請求項１に記載の航空機の加振システム。
【請求項１４】
構造体の励振を試験するための方法であって、
ベースプレートに連結された複数のボール搬送ユニットを電気的に駆動すること、
望ましい位置が到達されるまで、前記複数のボール搬送ユニットを介して、支持プレートを前記ベースプレートに対して位置決めすること、
望ましい位置が到達されるまで、トラニオンを介して加振機を位置決めすること、
前記構造体と垂直に前記加振機の撓み部を固定させること、及び
前記複数のボール搬送ユニットの電源を切ることを含む、方法。
【請求項１５】
締め付け機構を介して、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定すること、及び
前記加振機を駆動することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広くは、航空機などの大きくて柔軟な構造体の地上振動試験に関する。特に、本開示は、概して、調整可能な動電型加振機を、被験物質又は航空機の構造体と位置決め及び位置合わせするためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の地上振動試験は、航空機の構造的な振動特性（例えば、モード周波数、ベクトル、減衰）を決定するために実行される。その後、これらの特性は、解析モデルによって予測された値と比較され、試験結果は、モデルの忠実度（ｆｉｄｅｌｉｔｙ）を改良するようにモデルを調整するために使用され得る。次に、モデルは、加えられる空気力学的な力に応じた振動の開始の可能性を評価するために使用される。一旦、解析が完了し、振動の可能性が低いと予測されたならば、航空機は、一定の範囲内の、荷重、対気速度、及び高度の条件の下で、振動反応を引き起こそうと試みるパイロットによって飛行される。この範囲は、その航空機が振動しないことを結論として実証するために、フライトエンベロープ全体とこのエンベロープの外側の幾つかのポイントを含む。地上振動試験の間に、動電型加振機は、航空機に連結され、航空機に対して励振入力（例えば、振動）を提供する。励振入力に対する航空機の動的反応は、航空機の様々な場所に取り付けられたセンサ（例えば、加速度計）を使用して測定され得る。動的反応が解析されて、構造的な動的特性（例えば、周波数、減衰、及びモードベクトル）が計算され得る。これらの結果は、航空機の構造的な動的解析によって予測された値と比較される。この比較の結果は、所与の航空機の構造的な動的解析モデルを確認及び／又は改良するために使用され得る。
【０００３】
航空機の地上振動試験は、航空機の表面の指定されたポイントに対して位置決め及び位置合わせされた動電型加振機を利用する。動電型加振機は、動電型加振機の中心軸が試験表面と垂直になるように、位置決め及び位置合わせされる。動電型加振機を位置決め及び位置合わせすることは、それらがしばしば４００ポンドよりも重く、且つ、表面から２０フィートを超えて持ち上げられたプラットフォームに載置される、という点において困難である。従来、動電型加振機のベースは、動電型加振機の位置がハンマーを介して微調整される前に、強引な力でプラットフォームに載置され、適所に位置決めされる。そのような制約があって、動電型加振機の位置決めは、時間がかかり、人間工学的に好ましくなく、且つ、航空機及び周囲環境に損傷を与える危険性がある。
【０００４】
したがって、当該技術分野で必要とされるのは、航空機の被験物質の下で、低減された量の時間で動電型加振システムを正確に位置決めし、且つ、航空機及びスタッフに対する損傷の危険性のレベルを最小化する、ためのシステム及び方法である。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書で開示される実施例は、広くは、試験される構造体の励振ポイントに対して、動電型加振システムを位置決め及び位置合わせするための方法及び装置に関する。動電型加振システムは、ベースプレート、支持プレート、及び固定機構を含む。ベースプレートは、ベースプレートに連結された複数の回転可能なボール搬送ユニットを備える。支持プレートは、その上に動電型加振機及びトラニオンを支持し、ボール搬送ユニットを介して、支持プレートを被験物質に対して位置合わせし得るように、ベースプレートのボール搬送ユニットに載置される。一旦、動電型加振システムが望ましい場所に配置されると、動電型加振機の撓み部が、被験物質と正確に位置合わせされる。開示される動電型加振機は、精密機器を利用せず、且つ、試験場所に通常存在する塵、埃、及び他の環境汚染物を許容する。
【０００６】
一実施例では、航空機の加振システムが開示される。航空機の加振システムは、ベースプレート、支持プレート、及び固定機構を含む。ベースプレートは、ベースプレートを通って開けられている複数の孔、及び複数の孔の内部に配置された複数のボール搬送ユニットを含む。複数のボール搬送ユニットは、孔を介してベースプレートに連結され、回転するように構成されている。支持プレートは、第１の表面に取り付けられた動電型加振機を有する。支持プレートの第２の表面が、少なくとも１つのボール搬送ユニットを介してベースプレートに連結されている。支持プレートは、ベースプレートに対して移動するように構成されている。
【０００７】
一実施例では、航空機の加振システムが開示される。航空機の加振システムは、ベースプレート及び支持プレートを含む。ベースプレートは、ベースプレートを通って開けられている複数の孔、及び複数の孔の内部に配置された複数の電動式ボール搬送ユニットを含む。支持プレートは、航空機の加振機を支持する。支持プレートは、ベースプレートに載置され、ボール搬送ユニットが電気的に駆動されたときに、ベースプレートに対して移動可能である。
【０００８】
一実施例では、構造体の励振を試験するための方法が開示される。該方法は、ベースプレートに連結された複数のボール搬送ユニットを電気的に駆動すること、及び望ましい位置が到達されるまで、複数のボール搬送ユニットを介して、支持プレートをベースプレートに対して位置決めすることを含む。該方法は、望ましい位置が到達されるまで、トラニオンを介して、加振機を位置決めすること、及び加振機の撓み軸を構造体と垂直に固定することを更に含む。該方法は、複数のボール搬送ユニットの電源を切ることも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施例による、航空機の下に位置決めされた航空機の加振システムの斜視図を概略的に示している。
【図２】図１の航空機の加振システムの拡大された斜視図を概略的に示している。
【図３】図２の航空機の加振システムの上面図を概略的に示している。
【図４Ａ】図２の航空機の加振システムのボール搬送ユニットの斜視図を概略的に示している。
【図４Ｂ】図２の航空機の加振システムの電動式ボール搬送ユニットの斜視図を概略的に示している。
【図５】図２の航空機の加振システムの固定機構の斜視図を概略的に示している。
【図６】一実施形態による、構造体の励振を試験するための方法の動作を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で開示される実施例は、広くは、試験される構造体の励振ポイントに対して、動電型加振システムを位置決め及び位置合わせするための方法及び装置に関する。動電型加振システムは、ベースプレート、支持プレート、及び固定機構を含む。ベースプレートは、ベースプレートに連結された複数の回転可能なボール搬送ユニットを備える。支持プレートは、その上に動電型加振機及びトラニオンを支持し、ボール搬送ユニットを介して、支持プレートを被験物質に対して位置合わせし得るように、ベースプレートのボール搬送ユニットに載置される。一旦、動電型加振システムが望ましい場所に配置されると、動電型加振機の撓み部が、被験物質と正確に位置合わせされ得る。開示される動電型加振機は、精密機器を利用せず、且つ、試験場所に通常存在する塵、埃、及び他の環境汚染物を許容する。
【００１１】
図１は、航空機１０に対して位置決めされた航空機の加振システム１００を有する、航空機１０の斜視図である。ある実施例では、航空機の加振システム１００が、被験物質、例えば、航空機の翼１２の下に又はそれに対して、位置決め及び／又は位置合わせされる。試験及び／又は動作の間に、航空機の加振システム１００は、航空機１０及び／又は航空機の翼１２へ力及び振動を伝達するために、航空機の翼１２などの航空機１０の被験物質に連結される。
【００１２】
航空機の加振システム１００は、プラットフォーム１０２に載置され得る。ある実施例では、航空機の加振システム１００と被験物質との間の距離を低減させるために、プラットフォーム１０２が、航空機の加振システム１００を持ち上げ得る。他の実施例では、プラットフォーム１０２が、地上より上の高さへ調整され又は固定され得る。
【００１３】
図２は、図１の航空機の加振システム１００の拡大された斜視図を概略的に示している。航空機の加振システム１００は、ベースプレート１０４を含む。ベースプレート１０４は、プラットフォーム１０２がベースプレート１０４を支持するように、プラットフォーム１０２に連結され得る。ある実施例では、ベースプレート１０４が、共に連結されてより大きなベースプレート１０４を形成し得る、ベースプレート１０４のセクションを備え得る。ある実施形態では、ベースプレート１０４が、アルミニウム材料、金属材料、鋼材料、及び／又は合金若しくはそれらの混合物を含み得る。
【００１４】
ベースプレート１０４は、ベースプレート１０４内に開けられた複数の孔１０６を含む。孔１０６は、ベースプレート１０４を完全に通って開けられ、及び／又はベースプレート１０４を部分的に通って開けられ得る。孔１０６は、間隔が空けられて、格子状のパターンを形成する。ある実施例では、孔１０６が、例えば、ベースプレートの１フィート毎に、約１個と約２５個との間にあるように間隔を空けられ得る。しかし、孔１０６が任意の適切な配置又はパターンで形成され得ることは考慮されるべきである。
【００１５】
ベースプレートは、複数のボール搬送ユニット１０８を更に含む。ボール搬送ユニット１０８は、孔１０６を介してベースプレート１０４に連結されている。ある実施例では、ボール搬送ユニット１０８が、ベースプレート１０４の孔１０６の範囲内に挿入されている。ある実施例では、各ボール搬送ユニット１０８が、固定ボール搬送ユニット（ｌｏｃｋｉｎｇ  ｂａｌｌ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｕｎｉｔ）である。各ボール搬送ユニット１０８のボールベアリング１１２は、回転するように構成されている。ある実施例では、ボール搬送ユニット１０８が、電動式ボール搬送ユニット１０８である。電動式ボール搬送ユニット１０８は、電気的に駆動されたときに回転するように構成され、且つ、電源が切られたときに動きに抵抗するように構成されている。そのようにして、電動式ボール搬送ユニット１０８は、ボール搬送ユニット１０８に電力供給するための電源１１４に接続され得る。ある実施例では、各ボール搬送ユニット１０８の各ボールベアリング１１２が、電源１１４と電気的に接続されている。
【００１６】
航空機の加振システム１００は、支持プレート１２０を更に含む。ある実施例では、支持プレート１２０が、アルミニウム材料、金属材料、鋼材料、及び／又は合金若しくはそれらの混合物を含み得る。支持プレートは、第１の表面１２２と第２の表面１２４を有し、第２の表面１２４が第１の表面１２２の裏側になっている。第１の表面１２２及び／又は第２の表面１２４は、滑らかであり、圧延され（ｍｉｌｌｅｄ）、粗くされ、機械加工され、艶消しされ、研磨され、及び／又は質感をもたされ得る。支持プレート１２０は、少なくとも１つのボール搬送ユニット１０８を介してベースプレート１０４と連結されるように、ベースプレート１０４に配置され及び／又は載置されている。支持プレート１２０は、Ｘ方向、Ｙ方向、及び／又は回転（ヨー）方向Ｒにおいて、ボール搬送ユニット１０８を介して、ベースプレート１０４に対して移動するように構成されている。ある実施例では、電動式ボール搬送ユニット１０８が、電気的に駆動及び／又は電力供給されているときに、支持プレート１２０が、ベースプレート１０４に対して移動可能である。ある実施例では、支持プレート１２０が、円形であり得る。しかし、支持プレートは、任意の適切な形状及び／又は厚さであり得ることに留意されたい。ある実施例では、支持プレート１２０が、共に連結されて容易な搬送に適したより大きな支持プレート１２０を形成し得る、支持プレート１２０のセクションを備え得る。
【００１７】
ある実施例では、トラニオン１３０が、支持プレート１２０の第１の表面１２２に載置されるように、支持プレート１２０に連結される。ある実施例では、トラニオン１３０が、ナット及びボルトの連結、溶接による連結、ねじ込みによる連結、及び／又は任意の他の適切な連結手段を介して、支持プレート１２０に連結され得る。トラニオンは、アルミニウム材料、鋼材料、金属材料、及び／又は合金若しくはそれらの混合物を含み得る。
【００１８】
トラニオン１３０は、動電型加振機１４０がトラニオン１３０と調整可能に連結されるように、その内部で動電型加振機１４０を支持する。ある実施例では、トラニオン１３０が、その内部で動電型加振機１４０を支持するためのＡフレーム形状を有し得る。トラニオン１３０は、トラニオン１３０の範囲内で支持された動電型加振機１４０が、動電型加振機１４０の軸Ａの周りで回転することを可能にするための、少なくとも１つの旋回ポイント１３２を有する。ある実施例では、動電型加振機１４０が、トラニオン１３０の範囲内で支持されている間に軸Ａの周りで回転することができないように、トラニオン１３０が、動電型加振機１４０をトラニオン１３０の範囲内の適所に固定するための、（図示せぬ）固定機構を含み得る。ある実施例では、動電型加振機１４０が、支持プレート１２０の第１の表面１２２に連結され得る。
【００１９】
動電型加振機１４０は、動電型加振機１４０の加振機アーム１４２に連結された、撓み部１４４を含む。撓み部１４４は、第１の端部１４６と第２の端部１４８を含む。第１の端部１４６は、第２の端部１４８の反対側である。第１の端部１４６は、加振機アーム１４２に連結されている。第２の端部１４８は、航空機の翼１２などの航空機１０の構造体（例えば、被験物質）と垂直に位置決めされる。更に、撓み部１４４の第２の端部１４８を構造体と当接させることによって、第２の端部１４８が、構造体（例えば、被験物質）に連結される。加振機アーム１４２は、加振機アーム１４２が連結されている構造体内で望ましい周波数を引き起こし得る。ある実施例では、構造体又は被験領域を損傷（例えば、スクラッチ）から保護するために、（図示せぬ）媒体が、撓み部１４４の第２の端部１４８と構造体又は被験物質との間に配置され得る。
【００２０】
航空機の加振システム１００は、固定機構１５０を更に含む。固定機構１５０は、少なくとも１つの可動な締め付け機構１５２を含む。ある実施例では、固定機構１５０が、溶接台トグルクランプ（ｗｅｌｄ  ｔａｂｌｅ  ｔｏｇｇｌｅ  ｃｌａｍｐ）であり得る。締め付け機構１５２は、一旦、支持プレート１２０が航空機１０の適切な被験物質の下で適所に配置されると、支持プレート１２０をベースプレート１０４に固定する。固定機構の締め付け機構１５２は、支持プレート１２０が、ボール搬送ユニット１０８を介して、ベースプレート１０４に対して移動しないように、支持プレート１２０をベースプレート１０４に連結し得る。支持プレート１２０が、ボール搬送ユニット１０８を介して、垂直な力をベースプレート１０４上にかけ、したがって、ベースプレート１０４に対する支持プレート１２０の移動に抵抗するように、締め付け機構１５２は、支持プレート１２０の第１の表面１２２に垂直な力をかけることを介して、支持プレート１２０をベースプレート１０４に連結する。固定機構１５０は、固定機構１５０をベースプレート１０４に連結するために、少なくとも１つのピン１５４（図５参照）を更に含む。そのようにして、ピン１５４は、ベースプレート１０４の少なくとも１つの孔１０６の中へ挿入され、固定機構１５０を介して支持プレート１２０をベースプレート１０４に固定する。４つの固定機構１５０が図２で示されているけれども、任意の数の固定機構１５０が、航空機の加振システム１００内で利用され得ることに留意されたい。
【００２１】
航空機の加振システム１００は、振動抑制機構１６０を更に含む。一実施例では、振動抑制機構１６０が、プラットフォーム１０２とベースプレート１０４との間に配置される。振動抑制機構１６０は、動電型加振機１４０によってもたらされた振動を、減衰、隔絶、及び／又は除去し、それによって、振動がプラットフォーム１０２へ伝達される前に低減される。動電型加振機１４０によって生成された振動を抑制することは、航空機の加振システム１００の疲労及び／又は故障を避ける助けとなり、更に、ユーザ又はオペレータの快適度を高める。ある実施例では、振動抑制機構１６０が、外部の電源又は振動を検出するセンサを必要としない、ばねシステム及び／又は減衰システムであり得る。減衰システムは、粘弾性材料、例えば、ゴムであってもよく、運動エネルギーを消散し得る。他の実施例では、振動抑制機構１６０が、航空機の加振システム１００を通って、動電型加振機１４０から伝達された振動を吸収するためのパッドであり得る。ある実施例では、振動抑制機構１６０が、電気的に制御され、且つ、（図示せぬ）振動測定センサ（例えば、加速度計）、（図示せぬ）コントローラ、及び（図示せぬ）電源を備えた（図示せぬ）フィードバック回路に頼る、アクティブな振動抑制システムであり得る。振動抑制機構１６０は、航空機の加振システム１００内のアンバランスを埋め合わせることによって、航空機の加振システム１００を通る、動電型加振機１４０からの振動伝達を低減及び／又は除去する。
【００２２】
図３は、図２の航空機の加振システム１００の上面図を概略的に示している。図３で示されているように、ベースプレート１０４内の孔１０６は、格子状の構成で間隔を空けられ得る。しかし、ベースプレート１０４内の孔１０６が、例えば、円のような構成などの、任意の適切な構成で配置され得ることに留意されたい。更に、図３で示されているように、孔１０６は、ベースプレート１０４を通って延在し得る。しかし、他の実施例では、孔１０６が、ベースプレート１０４を通って貫通しない場合もあることに留意されたい。
【００２３】
図４Ａは、一実施例による、航空機の加振システム１００のボール搬送ユニット１０８の斜視図を示している。ある実施例では、各ボール搬送ユニット１０８が、フランジ取り付けボール搬送ユニット１０８であり得る。ある実施例では、各ボール搬送ユニット１０８が、固定ボール搬送ユニット１０８であり得る。各ボール搬送ユニット１０８は、ハウジング１１０とボールベアリング１１２とを備える。ハウジング１１０は、少なくとも部分的にベースプレート１０４の孔１０６の中へ挿入され得るように形作られている。ボールベアリング１１２は、ハウジング１１０内に配置されている。ボールベアリング１１２は、その上で支持プレート１２０などの物体を支持することができるように、ハウジング１１０から外へ部分的に延伸している。各ボールベアリング１１２は、金属材料、金属材料の組み合わせ、合成物質、及び／又はプラスチック材料を含み得る。各ハウジング１１０は、金属材料、金属材料の組み合わせ、合成物質、及び／又はプラスチック材料を含み得る。ある実施例では、特定の選ばれたボールベアリングのみが回転することを抑制され得るように、利用される各ボールベアリング１１２が、選択的に固定され得る。
【００２４】
図４Ｂは、航空機の加振システム１００のボール搬送ユニット１０８の別の一実施例の斜視図を示している。図４Ｂのボール搬送ユニット１０８は、電動式ボール搬送ユニット１０８である。電動式ボール搬送ユニット１０８は、電気的に駆動されたときに回転するように構成され、且つ、電源が切られたときに動きに抵抗するように構成されている。一旦、電源が切られると、電動式ボール搬送ユニット１０８は、支持プレート１２０の動きを抑制し、したがって、動電型加振機１４０の動きを抑制する。各ボール搬送ユニット１０８は、ハウジング１１０とボールベアリング１１２とを備える。ハウジング１１０は、少なくとも部分的にベースプレート１０４の孔１０６の中へ挿入され得るように形作られている。ボールベアリング１１２は、ハウジング１１０内に配置されている。ボールベアリング１１２は、その上に支持プレート１２０などの物体を支持することができるように、ハウジング１１０から外へ部分的に延伸している。各ボールベアリング１１２は、金属材料、金属材料の組み合わせ、合成物質、及び／又はプラスチック材料を含み得る。各ハウジング１１０は、金属材料、金属材料の組み合わせ、合成物質、及び／又はプラスチック材料を含み得る。ある実施形態では、特定の選択された電動式ボール搬送ユニット１０８のみが回転し又は回転を抑制され得るように、利用される各電動式ボール搬送ユニット１０８が選択的に固定され得る。
【００２５】
ボール搬送ユニット１０８は、駆動及び／又は駆動解除されるために、他の電源（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｆ  ｅｎｅｒｇｙ）を利用し得ることに更に留意されたい。例えば、ボール搬送ユニット１０８は、空気圧で駆動及び駆動解除され、流体で駆動及び駆動解除され、及び／又は油圧で駆動及び駆動解除され得る。
【００２６】
図５は、航空機の加振システム１００の例示的な固定機構１５０の斜視図を示している。固定機構１５０は、固定機構１５０をベースプレート１０４に連結させるための、少なくとも１つの可動な締め付け機構１５２と少なくとも１つのピン１５４とを含む。ピン１５４は、ベースプレート１０４の孔１０６の中へ挿入され得るように、固定機構１５０から外へ垂直に延在する。ある実施例では、ピン１５４が、孔１０６の長さまで延在しないように、ベースプレート１０４の孔１０６の中へ部分的に挿入され得る。しかし、他の実施例では、ピン１５４が、孔１０６の長さだけ延在し、又は孔１０６よりも長い距離だけ延在し得る。ピン１５４は、固定機構１５０が、ベースプレート１０４に連結されることを可能にする。締め付け機構１５２が、支持プレート１２０の望ましい領域へ締め降ろされ得るように、ピン１５４は、孔１０６内で旋回し得る。ある実施例では、ピン１５４が、ピン１５４を孔１０６の中へ固定させるための（図示せぬ）ロックを有し得る。ピン１５４のロックは、固定されることができ、したがって、ピン１５４を孔１０６内に固定するが、締め付け機構１５２のトグルへ圧力を加える。ある実施例では、固定機構１５０が、溶接台トグルクランプ及び／又は台取り付けＣクランプであり得る。他の実施例では、固定機構が、押し下げクランピングを提供し得る。
【００２７】
図６は、本開示の一実施例による、構造体の励振を試験するための方法６００の動作を概略的に示している。ある実施例では、構造体が航空機１０であり得る。動作６１０では、ベースプレートに連結された複数のボール搬送ユニットが、電気的に駆動される。複数のボール搬送ユニットを電気的に駆動することは、複数のボール搬送ユニットのうちの各々又は幾つかに、電源から電力供給することを含む。
【００２８】
動作６２０では、望ましい位置が到達されるまで、複数のボール搬送ユニットを介して、支持プレートがベースプレートに対して位置決めされる。支持プレートは、ボール搬送ユニットを介して、ベースプレート上で転がることによって、ベースプレートに対して移動し得る。ボール搬送ユニットは、支持プレートが移動する際に、支持プレートを支持することによって、支持プレートの動きを可能にする。
【００２９】
動作６３０では、望ましい方向が到達されるまで、トラニオンを介して、加振機が位置決めされる。加振機は、加振機の軸、例えば、加振機の水平軸又はヨー軸の周りで位置決めされ得る。ある実施例では、加振機の垂直軸が試験される構造体と垂直になるように、加振機が、トラニオンに対して傾けられ得る。加振機の撓み部が、加振機から構造体へ向けて延在し得る。ある実施例では、加振機が動電型加振機であり得る。
【００３０】
動作６４０では、加振機の撓み部が、試験される構造体と垂直に固定される。加振機の撓み軸を構造体と垂直に固定することは、加振機が構造体を励振させることを可能にする。加振機は、電源と動作可能に接続され得る。加振機は、加振機と動作可能に接続されたコントローラを介して制御され得る。
【００３１】
動作６５０では、複数のボール搬送ユニットの電源が切られる。複数のボール搬送ユニットの電源を切ることは、ベースプレートに対して支持プレートを固定させ、支持プレートを一定に保つ。ある実施例では、支持プレートが、締め付け機構を介してベースプレートに固定され得る。締め付け機構は、ベースプレートに対する支持プレートの動きを更に妨げる。
【００３２】
更に、ある実施例では、支持プレート１２０が、締め付け機構１５２を介してベースプレート１０４に連結され、したがって、一旦、支持プレート１２０が被験物質の適切な位置の下に配置されたならば、支持プレート１２０はベースプレートに固定される。ある実施例では、支持プレート１２０が、ボール搬送ユニット１０８を介して、ベースプレート１０４に対して移動できないように、締め付け機構１５２が、支持プレート１２０をベースプレート１０４に連結させる。
【００３３】
ある実施例では、支持プレート１２０が、固定機構１５０を介して適所に固定された後で、撓み部１４４が、展開され且つ被験物質に取り付けられる。撓み部１４４の位置が正確でなければ、固定機構１５０が解放され、撓み部１４４の位置を調整するために、ボール搬送ユニット１０８が電力供給される。
【００３４】
更に、加振機は、構造体を励振させるように操作される。加振機を操作することは、撓み軸を介して、構造体に望ましい周波数を引き起こすことを含む。構造体へ励振エネルギーを加えている間に、データが記録され、構造体の動的特性の解析を可能にする。一旦、構造体の試験が完了すると、加振機から電力が取り除かれ得る。更に、撓み部は、構造体から格納され得る。
【００３５】
ある実施例では、構造体の試験が完了した後で、ベースプレートに対して支持プレートを移動させるために、且つ、加振機を新しい試験位置及び／又は保管場所へ移動させるために、ボール搬送ユニットが電気的に駆動され得る。更に、ある実施例では、プラットフォームが、ベースプレート、支持プレート、トラニオン、及び加振機を支持し、プラットフォームは、試験される次の構造体に対して加振機を適切且つ効率的に位置決めするために、持ち上げられ、下げられ、及び／又は移動され得る。
【００３６】
本開示の利益は、試験される構造体に対して航空機の加振機の位置を正確に調整するときに、時間及び労力を低減させる、容易に位置決め可能で位置合わせ可能な航空機の加振システムを含む。また、航空機の加振機は、容易に駆動されるクランプを用いて適所に素早く固定され、したがって、必要とされる全体での時間を更に低減させる。加振機のための、より正確な試験位置をより少ない時間で確保することは、コスト削減、更には、各構造体を試験するのに必要な時間の最小化をもたらす。更に、航空機の加振システムの動きを滑らかにすることによって、スタッフ及び技術者への人間工学的且つ安全性に関する利益が実現される。他の利益は、安全な作業環境、必要とされるツールの数の低減、異物損傷の可能性の低減、したがって、コスト削減及び安全性の改善、並びに航空機及び周囲環境に対する損傷の可能性の低減を含む。更なる利益は、加振システムを位置決め及び使用するために、精密機器が必要とされず、それによって、塵、埃、及び航空機の格納庫などの試験設備内に通常存在する他の環境汚染からの潜在的な害悪を最小化することを含む。
【００３７】
本開示の全体を通して、動電型加振機を利用した航空機又は航空機の構造体の地上振動試験に言及してきたが、本開示は、様々なサイズの様々な柔軟な構造体に対して必要とされる振動試験又は他の地上試験のために利用され得ることに留意されたい。
【００３８】
本発明の様々な実施例の説明が例示目的で提示されてきたが、本開示の実施例は、網羅的であること又は限定的であることを意図していない。当業者には、説明された実施例の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。本明細書で使用される専門用語は、業界で見られる、実施例の原理、実際の用途、又は技術的改良の原理を最も良く説明するように、又は他の当業者が本開示の実施例を理解することを可能にするように選ばれている。
【００３９】
以下、本開示で提示される実施例に言及がなされる。しかし、本開示の範囲は、記述されている具体的な実施例に限定されない。代わりに、検討される実施例の実装及び実施のため、種々の実施例に関連しているかどうかに関わらず、以下の特徴及び要素の任意の組み合わせが考慮される。更に、本明細書で開示される実施例は、他の潜在的な解決策又は先行技術を超えた利点を取得し得るが、特定の利点が所与の実施例によって取得されるか否かに関わらず、本開示の範囲を限定しない。したがって、以下の態様、特徴、及び利点は、単なる例示であり、添付の特許請求の範囲で明示されていない限り、特許請求の範囲の要素であると考えられたり又は特許請求の範囲を限定すると考えられたりすべきではない。同様に、「本発明」への言及は、本明細書で開示された発明のいかなる主題をも一般化するものと解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲で明示されていない限り、特許請求の範囲の要素であると考えられたり又は特許請求の範囲を限定すると考えられたりすべきではない。
【００４０】
更に、本開示には下記の条項による実施形態が含まれる。
条項１
ベースプレートであって、
前記ベースプレートを通って開けられた複数の孔、及び
前記孔を介して前記ベースプレートに連結され、且つ、回転するように構成されている、複数のボール搬送ユニットを備えた、ベースプレートと、
支持プレートの第１の表面に連結された動電型加振機を有する、支持プレートであって、前記支持プレートの第２の表面が、少なくとも１つのボール搬送ユニットを介して、前記ベースプレートに連結され、前記支持プレートが、前記ベースプレートに対して移動するように構成されている、支持プレートと、
固定機構とを備える、航空機の加振システム。
条項２
前記固定機構が、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定させるための、少なくとも１つの可動な締め付け機構を備える、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項３
前記少なくとも１つの可動な締め付け機構が、少なくとも１つの孔を介して前記ベースプレートに連結されている、条項２に記載の航空機の加振システム。
条項４
前記ボール搬送ユニットが、固定ボール搬送ユニットを備える、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項５
各ボール搬送ユニットが、
ハウジング、及び
前記ハウジング内に配置されたボールベアリングであって、前記ハウジングから外へ部分的に延伸している、ボールベアリングを備える、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項６
前記ボール搬送ユニットが、電気的に駆動されたときに回転し、且つ、電源を切られたときに動きに抵抗するように構成されている、電動式ボール搬送ユニットである、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項７
前記支持プレートが、前記動電型加振機と調整可能に連結され且つ前記支持プレートに連結された、トラニオンを更に備える、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項８
前記ベースプレートと前記支持プレートが、アルミニウム材料、鋼材料、又は合金若しくはそれらの混合物を含む、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項９
前記複数の孔が、格子状の構成で間隔を空けられている、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項１０
振動抑制機構を更に備える、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項１１
前記支持プレートの前記第２の表面が、圧延された表面である、条項１に記載の航空機の加振システム。
条項１２
ベースプレートであって、
前記ベースプレートを通って開けられた複数の孔、及び
複数の電動式ボール搬送ユニットを備えた、ベースプレートと、
航空機の加振機を支持するための支持プレートであって、前記ベースプレートに載置され、且つ、前記ボール搬送ユニットが電気的に駆動されたときに、前記ベースプレートに対して移動可能なように構成されている、支持プレートとを備える、航空機の加振システム。
条項１３
前記ボール搬送ユニットの電源が切られたときに、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定するための、少なくとも１つの固定機構を更に備える、条項１２に記載の航空機の加振システム。
条項１４
前記固定機構が、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定するための、可動トグルクランプである、条項１３に記載の航空機の加振システム。
条項１５
各固定機構が、少なくとも１つの孔を介して前記ベースプレートに連結されている、条項１３に記載の航空機の加振システム。
条項１６
各ボール搬送ユニットが、
前記孔内に位置決めされたハウジング、及び
前記ハウジング内のボールベアリングであって、電源と電気的に接続され、前記ハウジングから外へ部分的に延伸している、ボールベアリングを備える、条項１２に記載の航空機の加振システム。
条項１７
振動抑制機構を更に備える、条項１２に記載の航空機の加振システム。
条項１８
前記複数の孔が、格子状の構成で間隔を空けられている、条項１２に記載の航空機の加振システム。
条項１９
構造体の励振を試験するための方法であって、
ベースプレートに連結された複数のボール搬送ユニットを電気的に駆動すること、
望ましい位置が到達されるまで、前記複数のボール搬送ユニットを介して、支持プレートを前記ベースプレートに対して位置決めすること、
望ましい位置が到達されるまで、トラニオンを介して加振機を位置決めすること、
前記構造体と垂直に前記加振機の撓み部を固定させること、及び
前記複数のボール搬送ユニットの電源を切ることを含む、方法。
条項２０
締め付け機構を介して、前記支持プレートを前記ベースプレートに固定すること、及び
前記加振機を駆動することを更に含む、条項１９に記載の方法。
【００４１】
これまでの記述は本発明の実施例を対象としているが、本発明の他の、及び更なる実施例は、その基本的な範囲及び以下の特許請求の範囲によって決定されるその範囲を逸脱することなく考案され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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