BR112019011995A2 - veículo que inclui disposição de pedal de controle - Google Patents
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Abstract
trata-se de um sistema de controle para uso em um veículo configurável para uso aéreo ou uso rodoviário, sendo que o veículo compreende superfícies de controle móveis para controlar a operação do veículo em uso aéreo, em que o sistema compreende: uma disposição de pedal de três pedais, que compreende um pedal de freio central e primeiro e segundo pedais laterais, um de cada lado do pedal de freio, sendo que a disposição de pedal tem uma primeira configuração para uso quando o veículo está configurado para uso rodoviário e uma segunda configuração para uso quando o veículo está configurado para uso aéreo; em que na primeira configuração, o primeiro pedal lateral (direito) está configurado para atuar como um controle de aceleração; e na segunda configuração, o primeiro e o segundo pedais são conectados às superfícies de controle móveis. um veículo configurável para uso aéreo ou uso rodoviário que incorpora o sistema de controle compreende: um corpo com rodas de estrada para sustentar o corpo quando configurado para uso rodoviário; asas conectadas ao corpo e implantáveis para uso aéreo; uma seção de cauda na parte traseira do corpo; superfícies de controle móveis para controlar a operação do veículo em uso aéreo.
Description
“VEÍCULO QUE INCLUI DISPOSIÇÃO DE PEDAL DE CONTROLE”
CAMPO DA INVENÇÃO [0001 ] Esta invenção refere-se a sistemas de controle adequados para uso em um veículo configurável para uso aéreo ou rodoviário. Tais veículos são conhecidos comumente como carros voadores ou aeronave conversível (doravante “carros voadores”). Em particular, a invenção refere-se a uma disposição de pedal para controlar tal veículo.
ANTECEDENTES [0002] Houve várias propostas anteriores para projetos de carro voador, isto é, veículos que podem estar em total conformidade com as exigências legais e práticas para uso tanto em estrada quanto em voo. Os exemplos incluem Terrafugia Transition (WO 2007/114877), o Carplane (http://carplane.de/), o AeroMobil (WO 2013/03240, WO 2016/057003, WO 2016/057004) e o Moller Skycar (http://moller.com/).
[0003] Uma questão particular enfrentada pelos carros voadores é que as entradas de controle padrão para dirigir e voar são significativamente diferentes. Para dirigir, a entrada de controle manual é usada para direção e controle de pedal para aceleração e freio. Para voar, o controle manual é usado para arfagem (elevação) e rolagem (aileron), normalmente usando um manche ou jugo, e acelerador e controle de pé para guinada (leme) e, frequentemente, para a frenagem diferencial. Portanto, não é possível fornecer um único conjunto de entradas de controle que satisfaçam os requisitos regulamentares para usos aéreos e rodoviários. Além disso, a possibilidade de erro do operador se torna alta se a mesma entrada tiver usos diferentes dependendo do modo de uso.
[0004] O documento WO 2016/057003 revela uma proposta para facilmente mudar entre entradas de controle manual para uso aéreo e rodoviário. No entanto, isso não aborda as diferentes entradas de controle de pé.
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2/8 [0005] Outras propostas, como a Terrafugia Transition, fornecem um conjunto completo de cada uma das entradas: um volante para uso rodoviário e manche e acelerador manual para uso aéreo, e dois pares de pedais, um par interno para uso rodoviário (acelerador e freio) e um par externo para o controle do leme (guinada). O fornecimento de dois conjuntos de pedais ainda deixa a possibilidade de erro do operador devido à operação dos pedais incorretos. Além disso, a disposição ocupa espaço e dificulta a inclusão de características de segurança comuns para o uso rodoviário.
[0006] A presente invenção visa solucionar pelo menos alguns desses problemas.
SUMÁRIO [0007] Um primeiro aspecto da invenção fornece um sistema de controle para uso em um veículo configurável para uso aéreo ou uso rodoviário, o veículo compreendendo superfícies de controle móveis para controlar a operação do veículo em uso aéreo, o sistema compreendendo: uma disposição de pedal de três pedais, que compreende um pedal do travão central e um primeiro e um segundo pedais laterais (por exemplo, um pedal do lado direito e um pedal do lado esquerdo), um de cada lado do pedal de freio, sendo que a disposição de pedal tem a primeira configuração do pedal para uso quando o veículo está configurado para uso rodoviário, e uma segunda configuração para uso quando o veículo está configurado para uso aéreo; em que na primeira configuração, o primeiro pedal lateral (direito) está configurado para atuar como um controle de aceleração; e na segunda configuração, o primeiro e o segundo pedais são conectados às superfícies de controle móveis.
[0008] O primeiro e o segundo pedais laterais são tipicamente operáveis na segunda configuração para controlar as superfícies de controle móveis para fornecer controle de guinada ao veículo quando configurado para uso aéreo.
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3/8 [0009] O segundo pedal lateral (esquerdo) pode ser configurado como um apoio para pés estático na primeira configuração.
[0010] O primeiro e o segundo pedais laterais podem ser dispostos para girar em torno de um eixo geométrico comum pelo menos na segunda configuração. Nesse caso, o primeiro e o segundo pedais laterais podem ser conectados a eixos montados concentricamente que estão dispostos para girar em torno do eixo geométrico comum na segunda configuração. Um primeiro atuador pode ser montado no primeiro eixo e um segundo atuador pode ser montado no segundo eixo, sendo o primeiro e o segundo pedais laterais conectados às superfícies de controle móveis através do primeiro e do segundo atuadores. Os cabos podem ser fornecidos para transmitir movimento às superfícies de controle móveis, os cabos sendo enrolados em torno dos atuadores para transmitir movimento do primeiro e do segundo pedais para as superfícies de controle móveis.
[0011] Em algumas modalidades, a disposição de pedal compreende uma embreagem operável para desconectar o primeiro pedal lateral das superfícies de controle móveis na primeira configuração.
[0012] O sistema de controle pode ainda compreender uma estrutura de montagem comum para montar a disposição de pedal no veículo. Um conector ajustável pode ser fornecido para conexão entre a estrutura de montagem comum e um assento de operador, sendo o conector ajustável para variar a distância entre a estrutura comum e o assento de operador, quando conectado. O conector ajustável pode compreender um par de trilhos para conexão ao assento de operador, a estrutura de montagem comum incluindo transportadores configurados para serem deslizáveis nos trilhos, e cada transportador incluindo um mecanismo de travamento para travar o deslizador em posição em um respectivo trilho.
[0013] Um segundo aspecto da invenção proporciona um veículo configurável para uso aéreo ou uso rodoviário que compreende: um corpo que tem rodas de estrada para sustentar o corpo quando configurado para
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4/8 uso rodoviário; asas conectadas ao corpo e implantáveis para uso aéreo; uma seção da cauda na parte traseira do corpo; superfícies de controle móveis para controlar a operação do veículo em uso aéreo; e um sistema de controle conforme reivindicado em qualquer reivindicação anterior.
[0014] Um assento de operador pode ser conectado à estrutura de montagem comum por meio do conector ajustável.
[0015] Variações adicionais podem ser feitas dentro do escopo da invenção.
DESENHOS [0016] A Figura 1 mostra uma vista frontal em perspectiva de um carro voador em uma configuração de voo;
[0017] A Figura 2 mostra uma vista frontal em perspectiva de um carro voador em uma configuração de uso rodoviário;
[0018] A Figura 3 mostra uma vista interna de um compartimento da tripulação do carro voador das Figuras 1 e 2;
[0019] A Figura 4 mostra detalhes da montagem dos pedais mostrados na Figura 3;
[0020] A Figura 5 mostra esquematicamente a conexão dos pedais para superfícies de controle.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0021 ] Referindo-se às Figuras 1 e 2, é mostrada uma aeronave que compreende um veículo conversível (um carro voador), em uma configuração de voo (Figura 1) e uma configuração de uso rodoviário (Figura 2). O carro voador compreende uma estrutura de corpo 10 que fornece um compartimento de tripulação 12 e aloja um motor (não mostrado) e uma haste de hélice (não mostrada) que se estende do motor para a parte traseira 14 da estrutura de corpo 10, em que a hélice é montada conforme descrito abaixo. As asas 16 para fornecer sustentação e controle (por meio de ailerons, não mostrados) são montadas no topo do corpo 10 imediatamente atrás do compartimento de tripulação 12. As asas 16 podem ser movidas entre uma
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5/8 posição estendida para uso aéreo (Figura 1) e uma posição dobrada para uso rodoviário (Figura 2). Na posição dobrada, as asas estão ao longo do topo do corpo 10, o eixo geométrico longo das asas está substancialmente paralelo ao eixo geométrico longo do corpo 10. O mecanismo de dobra é substancialmente conforme descrito no documento nQ WO 2013/03240.
[0022] A estrutura de cauda 18 está localizada na parte traseira do corpo 10 e inclui superfícies de controle verticais 20 (estabilizadores verticais e lemes) e superfícies de controle horizontais 22 (estabilizadores horizontais e elevadores). As rodas traseiras 24 são fornecidas nas extremidades inferiores dos estabilizadores verticais 20.
[0023] As rodas dianteiras 26 são montadas na estrutura de corpo 10. Ambas as rodas dianteiras são direcionáveis e direcionadas. Além disso, as rodas dianteiras 26 podem ser movidas entre uma posição retraída (Figura 1) na qual as mesmas são posicionadas próximas ao corpo para reduzir arrasto no voo, e uma posição aberta (Figura 2) na qual as mesmas são posicionadas para tração aprimorada e controle para uso rodoviário.
[0024] A Figura 3 mostra uma vista parcial do compartimento da tripulação 12, com os comandos principais operáveis pelo condutor/piloto.
[0025] Um volante 30 está posicionado em uma configuração convencional à frente de um assento de piloto/piloto (não mostrado). Na configuração de uso rodoviário (Figura 2), o volante 30 opera as rodas dianteiras 26 de uma maneira convencional. No uso aéreo (Figura 1), o volante 30 está inativo.
[0026] Uma disposição de três pedais é fornecida em um poço de pé 32 abaixo do volante 30. Os pedais compreendem um pedal de freio central 34, e primeiro e segundo pedais laterais 36, 38. O freio 34 atua nas rodas dianteiras e traseiras 24, 26. Em uma primeira configuração para uso rodoviário (Figura 2), o primeiro pedal lateral 36 é configurado como um pedal
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6/8 de aceleração e opera de maneira convencional controlada por pé, para aplicar potência às rodas dianteiras acionadas 26. Em um exemplo, as rodas dianteiras são acionadas por motores elétricos, o pedal de aceleração 36 atuando para controlar a corrente fornecida aos motores. Nessa configuração, o segundo pedal lateral 38 é fixo na posição e atua como um apoio para os pés.
[0027] Em uma segunda configuração para uso de voo (Figura 1), os pedais são reconfigurados de modo que a função de aceleração do primeiro pedal lateral 36 seja desconectada, e o segundo pedal lateral 38 seja liberado da sua posição fixa. Os dois pedais laterais 36, 38 estão conectados a superfícies de controle de guinada (lemes) na cauda 20 e dispostos para funcionar de modo que pressionar o primeiro pedal lateral (direito) 36 fará o veículo guinar para a direita e pressionar o segundo pedal lateral (esquerdo) 38 fará o veículo guinar para a esquerda. O pedal de freio 34 pode estar inativo ou pode permanecer ativo para uso nas rodas 24, 26 quando está taxiando enquanto o veículo ainda está em configuração de voo.
[0028] À direita do volante 30 está uma coluna de controle de manche lateral 40 que está conectada a superfícies de controle de rolagem e arfagem (ailerons e elevadores) nas asas 16 e na cauda 22 para uso em configuração de voo (Figura 1). Os botões de controle de compensação de arfagem 42 são fornecidos no topo do manche lateral 40. No uso rodoviário, o manche lateral 40 está inativo.
[0029] Alavancas para aceleração 44, ajuste de flape 46 e desdobramento de trem de pouso 48 estão localizadas neste exemplo à esquerda do volante. Será observado que as alavancas 44, 46, 48 também podem ser posicionadas em outros locais, tais como no painel de instrumentos à frente do operador, ou à esquerda e/ou à direita do volante 30, de modo a estarem ao alcance fácil do operador. Na configuração do uso rodoviário (Figura 2), esses estão inativos. Na configuração de uso aéreo (Figura 1), essas alavancas operam de maneira convencional nos mecanismos de flape do motor e trem de pouso.
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7/8 [0030] A Figura 4 mostra detalhes adicionais da montagem dos pedais 34, 36, 38, os quais são todos de pivotamento de pavimento. O pedal de freio 34 está montado em um pivô inferior 50 e tem uma conexão 52 para um circuito de frenagem (não mostrado). Os pedais laterais 36, 38 são montados para girar em torno de um eixo geométrico comum X-X. O primeiro pedal lateral 36 tem uma conexão de aceleração 54 e também está conectado a um mecanismo de embreagem 56. Na configuração de condução, o mecanismo de embreagem é liberado e o primeiro pedal 36 está livre para se movimentar independentemente, afetando apenas o sistema de aceleração (não mostrado). Em uma configuração de voo, a função de aceleração está desativada e o mecanismo de embreagem 56 funciona para ligar o pedal a um tubo exterior 58 montado para rotação em torno do eixo geométrico X-X. Um primeiro atuador de controle 60 está localizado na extremidade do tubo 58 e gira em torno do eixo geométrico X-X na operação do pedal 36. O segundo pedal lateral 38 é montado em um tubo interno 62 que é concêntrico com o tubo externo 58 e que tem um segundo atuador de controle 64 localizado na extremidade adjacente ao primeiro atuador 60. Na configuração de condução, o tubo interior 62 é bloqueado em posição pelo mecanismo de embreagem 56, atuando como um apoio para os pés. Em uma configuração de voo, o mecanismo de embreagem 56 liberta o pedal 38 para rodar, a operação do pedal 38 roda o tubo 62 e o atuador 64.
[0031] Os pedais 34, 36, 38, o mecanismo de embreagem 56, os tubos exterior e interior 58, 62 e os acionadores de controle 60, 64 estão todos conectados a uma estrutura de montagem comum 66, definindo em conjunto uma caixa de pedais.
[0032] A caixa de pedais está conectada a um assento (não mostrado) por meio de um conector 68 que tem um par de trilhos 70, 72 que se estendem a partir do mesmo. A estrutura de montagem 66 inclui um par de transportadores 74, 76 configurado para deslizar sobre os trilhos 70,
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72. Cada suporte 70, 72 tem um mecanismo de bloqueio 78, 80 por meio do qual a posição relativa do assento e da caixa de pedais pode ser ajustada e fixa.
[0033] A posição relativa da caixa de pedais e do assento pode ser ajustada para acomodar os diferentes comprimentos das pernas dos operadores sem afetar substancialmente o centro de gravidade do veículo.
[0034] A Figura 5 mostra uma vista esquemática da conexão dos atuadores 60 a uma superfície de controle. Um cabo 82 corre de uma posição à frente da caixa de pedais de volta para a superfície de controle. O atuador 60 tem pinos 84, 86 nas suas extremidades inferior e superior, e o cabo é envolvido em uma forma de Z em torno desses pinos. Pressionar o primeiro pedal lateral 36 força o pino superior 84 para frente, girando em torno do pino 86, e puxando a parte traseira do cabo 82 para a frente e movendo a superfície de controle para a direita. O segundo pedal lateral 38 e os atuadores 64 são conectados de forma semelhante e montados em oposição ao primeiro pedal 36 e atuador 60, de tal modo que pressionar o segundo pedal 38 desenha no seu cabo, movendo a superfície de controle para a esquerda e puxando o cabo 82 e o primeiro pedal lateral 36 para trás.
[0035] O movimento da caixa de pedais para trás e para frente é acomodado pelo cabo passando em torno dos pinos nos atuadores de controle. Como será apreciado, o comprimento total do cabo permanece o mesmo e apenas a posição do envoltório Z ao redor da troca do atuador.
[0036] As mudanças podem ser feitas desde que abrangidas pelo escopo da invenção. Por exemplo, a maneira pela qual a caixa de pedais é conectada ao assento pode ser variada enquanto mantém as características funcionais dos pedais. Da mesma forma, a maneira de conectar os pedais às superfícies de controle pode ser alterada para se adequar aos requisitos.
Claims (13)
1. Sistema de controle para uso em um veículo configurável para uso aéreo ou uso rodoviário, sendo que o veículo compreende superfícies de controle móveis para controlar a operação do veículo em uso aéreo, sendo que o sistema é caracterizado pelo fato de que compreende:
uma disposição de pedal de três pedais, que compreende um pedal de freio central e primeiro e segundo pedais laterais, um em cada lado do pedal de freio, sendo que a disposição de pedal tem uma primeira configuração para uso quando o veículo é configurado para uso em via de serviço e uma segunda configuração para uso quando o veículo estiver configurado para uso aéreo;
em que na primeira configuração, o segundo pedal lateral é configurado como um controle de aceleração; e na segunda configuração, o primeiro e o segundo pedais laterais são conectados às superfícies de controle móveis.
2. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo pedais laterais são operáveis na segunda configuração para controlar as superfícies de controle móveis para fornecer controle de guinada ao veículo quando configurado para uso aéreo.
3. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o segundo pedal lateral é configurado como um apoio para os pés estático na primeira configuração.
4. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1,2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo pedais laterais podem ser dispostos para girar em torno de um eixo geométrico comum pelo menos na segunda configuração.
5. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo pedais laterais são
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2/3 conectados ao primeiro e ao segundo eixos montados concentricamente, que estão dispostos para girar em torno do eixo geométrico comum na segunda configuração.
6. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que um primeiro atuador é montado no primeiro eixo e um segundo atuador é montado no segundo eixo, sendo que o primeiro e o segundo pedais laterais são conectados às superfícies de controle móveis através do primeiro e do segundo atuadores.
7. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda cabos para transmitir movimento para as superfícies de controle móveis, sendo que os cabos são enrolados em torno dos atuadores para transmitir movimento do primeiro e do segundo pedais para as superfícies de controle móveis.
8. Sistema de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a disposição de pedal compreende um mecanismo de embreagem operável para desconectar o primeiro pedal lateral das superfícies de controle móveis na primeira configuração.
9. Sistema de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma estrutura de montagem comum para montar a disposição de pedal no veículo.
10. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conector ajustável para conexão entre a estrutura de montagem comum e um assento de operador, sendo que o conector é ajustável de modo a variar a distância entre a estrutura comum e o assento de operador, quando conectado.
11. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o conector ajustável compreende um par de trilhos para conexão ao assento de operador, sendo que a estrutura de montagem comum inclui transportadores configurados para serem deslizáveis nos trilhos, e
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3/3 sendo que cada transportador inclui um mecanismo de travamento para travar o deslizador em posição em um respectivo trilho.
12. Veículo configurável para uso aéreo ou rodoviário caracterizado pelo fato de que compreende:
um corpo que tem rodas de estrada para sustentar o corpo quando configurado para uso rodoviário;
asas conectadas ao corpo e posicionáveis para uso aéreo; uma seção de cauda na parte traseira do corpo;
superfícies de controle móveis para controlar a operação do veículo em uso aéreo; e um sistema de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.
13. Veículo configurável, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de controle, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, e que compreende ainda um assento de operador conectado à estrutura de montagem comum por meio do conector ajustável.
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