CN103085968B - 紧凑型两轴操纵杆 - Google Patents

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Abstract

一种包括两轴万向节的操纵杆的电气部分，其每个轴包括由滚动元件轴承支撑的机械万向节结构、基于凸轮的定中机构、联接包括旋转变压器转换无刷直流电机的齿轮驱动器和复式行星齿轮减速器以提供主动力反馈和一些电气独立RVDT位置传感器联动装置。齿轮架构使用固定架，在可以是单级或多级行星齿轮减速器上的旋转内齿轮装置。齿轮减速器的输出力矩由旋转内齿圈外壳上的功能部件提供，允许整个驱动器在更中心的位置的轴向移动，减少减速及输出架轴承的位移，并且推动使用联动装置的万向节紧凑驱动装置。此外，普通驱动器可以用于横滚和俯仰轴。

Description

紧凑型两轴操纵杆
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求于2011年10月28日提交的美国临时专利申请No.61/552493的权益，其整个教导和公开内容通过参考在此被合并。
技术领域
本发明主要涉及飞机控制系统，并且更具体地涉及操纵杆装置，以用于将横滚(roll)和俯仰控制的飞行员输入转换为电信号。本发明也可用于需要将两轴机械输入转换为电信号的任何应用。
背景技术
用于将横滚和俯仰控制的飞行员输入转换为电信号的输入装置通常包括可操作地联接(couple)到两轴-万向节机构的飞行员输入装置，两轴-万向节机构使飞行员输入装置可操作地操纵两轴以控制飞机的横滚和俯仰。许多飞机使用操纵杆不直接连接到飞机的操纵面的“电传操纵系统”控制。替代性地，操纵杆包括多个位置传感器，位置传感器用来感测飞行员输入装置的位置变化并将飞行员输入装置的位置变化转换为能用于操纵飞机的操纵面的电子控制致动器的电子信号。
力反馈被植入这些电传操纵式操纵杆，用以模拟操纵杆机械地联接到飞机的操纵面的情况下飞行员经受的操作杆的触觉。
由于飞机驾驶舱空间限制，总是需更减小操纵杆的元件的尺寸以尽可能提供更紧凑和轻质的套件。另外，也需要尽可能提供更廉价的设计。本发明的实施方式提供新颖和非显而易见的电磁和机械元件的结合，这导致紧凑的结构，以用于提供两轴有效操纵杆(two-axis active control stick)的机电部分。本发明的这些和其他优点，以及另外的创造性特征，将会根据在此提供的本发明的描述中变得明显。
发明内容
鉴于上述内容，本发明的实施方式提供新颖和改进的紧凑型两轴操纵杆。
在一个实施方式中，紧凑型两轴操纵杆具有飞行员输入装置、俯仰力反馈驱动器、横滚力反馈驱动器、俯仰联动装置和横滚联动装置。飞行员输入装置围绕俯仰轴和横滚轴枢转。俯仰力反馈驱动器包括包含输出轴和俯仰齿轮系的俯仰电机。俯仰齿轮系包括安装至俯仰电机输出轴的俯仰太阳齿轮、安装至固定位置的俯仰支架的多个俯仰行星齿轮和俯仰齿圈。多个俯仰行星齿轮径向放置在俯仰太阳齿轮和俯仰齿圈之间。横滚力反馈驱动器包括包含输出轴和横滚齿轮系的横滚电机。横滚齿轮系包括安装至横滚电机输出轴的横滚太阳齿轮、安装至固定位置的横滚架的多个横滚行星齿轮和横滚齿圈。多个横滚行星齿轮径向放置在横滚太阳齿轮和横滚齿圈之间。俯仰联动装置可操作地连接俯仰力反馈驱动器到飞行员输入装置。俯仰联动装置可操作地连接到飞行员输入装置和俯仰齿圈以使俯仰齿圈的旋转导致飞行员输入设置围绕俯仰轴旋转。横滚联动装置可操作地连接横滚力反馈驱动器到飞行员输入装置。横滚联动装置可操作地连接到飞行员输入装置和横滚齿圈以使横滚齿圈的旋转导致飞行员输入装置围绕横滚轴旋转。
在一个实施方式中，横滚力反馈驱动器和俯仰力反馈驱动器大体相同。
在一个实施方式中，俯仰电机输出轴围绕平行于俯仰轴的旋转轴旋转并且横滚电机输出轴围绕平行于横滚轴的旋转轴旋转。俯仰电机输出轴和横滚电机输出轴的旋转轴线大体彼此垂直。
在一个实施方式中，操纵杆进一步包括俯仰定中机构，当飞行员输入装置围绕俯仰轴旋转离开俯仰原始位置时，作用于飞行员输入装置用以偏压飞行员输入装置到俯仰原始位置。操纵杆还包括横滚定中机构，当飞行员输入装置围绕横滚轴旋转离开横滚原始位置时，作用于飞行员输入装置用以偏压飞行员输入装置到横滚原始位置。
在一个实施方式中，操纵杆进一步包括可枢转安装飞行员输入装置围绕俯仰轴和横滚轴旋转的基架。固定位置的俯仰支架为每个俯仰行星齿轮限定旋转轴。固定位置的俯仰支架相对于基架具有固定的位置并且保持多个俯仰行星齿轮的旋转轴相对于基架在固定位置。固定位置的横滚架为每个横滚行星齿轮限定旋转轴。固定位置的横滚架相对于基架具有固定的位置并且保持多个横滚行星齿轮的旋转轴相对于基架在固定位置。
在一个实施方式中，俯仰齿圈包括径向向外伸出的附连部件。俯仰联动装置邻近俯仰联动装置的第一端枢转连接到俯仰齿圈的径向向外伸出的附连部件并且俯仰联动装置邻近俯仰联动装置的第二端可枢转连接到飞行员输入装置。横滚齿圈包括径向向外伸出的附连部件。横滚联动装置邻近横滚联动装置的第一端枢转连接到横滚齿圈的径向向外伸出的附连部件并且横滚联动装置邻近横滚联动装置的第二端可枢转连接到飞行员输入装置。
在一个实施方式中，俯仰齿圈具有临近俯仰电机的第一端和与第一端相对的第二端。第二端与俯仰电机间隔开，其中第一端沿着由俯仰电机输出轴限定的轴线轴向地设置于第二端和俯仰电机之间。俯仰齿圈的径向向外伸出的附连部件轴向延伸不超过俯仰齿圈的第二端。横滚齿圈具有临近横滚电机的第一端和与第一端相对的第二端。第二端远离横滚电机布置，其中第一端沿着由横滚电机输出轴限定的轴线轴向地设置于第二端和横滚电机之间。横滚齿圈的径向向外伸出的附连部件轴向延伸不超过横滚齿圈的第二端。
在一个实施方式中，俯仰力反馈驱动器包括一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承径向支撑俯仰齿圈旋转。俯仰齿圈的径向向外伸出的附连部件相对于轴向间隔开的齿轮减速器架轴承对几乎轴向居中。横滚力反馈驱动器包括一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承径向支撑横滚齿圈旋转。横滚齿圈的径向向外伸出的附连部件相对于轴向间隔开的齿轮减速器架轴承对几乎轴向居中。
在替代性的实施方式中，俯仰齿圈的径向向外伸出的附连部件具有一对径向向外伸出的轴向间隔开的支腿并且俯仰联动装置位于轴向间隔开的支腿对之间。横滚齿圈的径向向外伸出的附连部件具有一对径向向外伸出的轴向间隔开的支腿并且横滚联动装置位于轴向间隔开的支腿对之间。
尽管如此，在一个实施方式中，齿圈的径向向外伸出的附连部件具有径向向外伸出的单个的支腿。在一个实施方式中，支腿可以定位成临近最接近电机的齿轮减速器架轴承。
取决于力反馈驱动器相对于飞行员输入装置的具体位置，联动装置可以连接支腿的任意一端。在一个实施方式中，联动装置，尤其是俯仰联动装置，可以连接到支腿的电机端以使联动装置轴向偏压电机并且完全轴向偏移齿圈。这使俯仰联动装置几乎，如果不完全，与横滚旋转轴线在一条线上并且对中以使得俯仰力反馈驱动器几乎在横滚旋转轴线的中心。在替代实施方式中，联动装置可以连接支腿相对的一端以使联动装置轴向位于齿轮减速器架轴承对之间并且其轴向偏压齿圈而不是电机。尽管如此，在任何配置中，需要联动装置不轴向远离电机偏压和超过齿圈离电机最远端以避免力反馈驱动器整体长度增加。
在一个实施方式中，提供一种提供力反馈装置到飞行员输入装置的方法。方法包括感测飞行员输入装置相对俯仰轴线的位移；提供俯仰力反馈以使用通过俯仰联动装置可操作地连接到飞行员输入装置的俯仰力反馈驱动器朝向俯仰原始位置偏斜飞行员输入装置。俯仰力反馈驱动器包括包含输出轴和俯仰齿轮系的俯仰电机。俯仰齿轮系包括安装至俯仰电机输出轴的俯仰太阳齿轮、安装至固定位置的俯仰支架的多个俯仰行星齿轮和俯仰齿圈。多个俯仰行星齿轮径向放置在俯仰太阳齿轮和俯仰齿圈之间。俯仰联动装置直接可操作地连接到俯仰齿圈。方法进一步包括感测飞行员输入装置相对横滚轴线的位移；提供横滚力反馈以使用通过横滚联动装置可操作地连接到飞行员输入装置的横滚力反馈驱动器朝向横滚原始位置偏斜飞行员输入装置。横滚力反馈驱动器包括包含输出轴和横滚齿轮系的横滚电机。横滚齿轮系包括安装至横滚电机输出轴的横滚太阳齿轮、安装至固定位置的横滚架的多个横滚行星齿轮和横滚齿圈。多个横滚行星齿轮径向放置在横滚太阳齿轮和横滚齿圈之间。横滚联动装置直接可操作地连接到横滚齿圈。
此外方法包括以上所列操纵杆的特征。
在一个实施方式中，提供一种将力反馈提供到飞行员输入装置包括力反馈驱动器和联动装置的设备。力反馈驱动器包括包含输出轴和齿轮系的电机。齿轮系包括安装至电机输出轴的太阳齿轮、安装至固定位置的架上的多个行星齿轮和齿圈。多个行星齿轮径向放置在太阳齿轮和齿圈之间。联动装置配置为可操作地连接到飞行员输入装置。联动装置可直接连接到齿圈以使俯仰齿圈的旋转引起联动装置运动。齿圈提供齿轮系输出。
在一个实施方式中，固定位置的架为每个行星齿轮限定旋转轴线。固定位置的架相对于电机具有固定位置并且相对于电机保持多个行星齿轮的旋转轴位置固定。
在一个实施方式中，齿圈包括径向向外伸出的附连部件。联动装置邻近联动装置的第一端枢转连接到齿圈的径向向外伸出的附连部件。
在一个实施方式中，齿圈具有临近电机的第一端和与第一端相对的第二端。第二端远离具电机布置，其中第一端沿着由电机输出轴限定的轴线轴向地设置于第二端和电机之间。在远离电机方向齿圈的径向向外伸出的附连部件轴向延伸不超过齿圈的第二端。
在一个实施方式中，一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承径向支撑齿圈旋转。径向向外伸出的附连部件相对于轴向布置的齿轮减速器架轴承对几乎轴向居中。
在一个可替代实施方式中，齿圈的径向向外伸出的附连部件具有一对径向向外伸出的轴向间隔开的支腿并且联动装置位于轴向间隔开的支腿对之间。
尽管如此，在其他实施方式中，齿圈的径向向外伸出的附连部件具有径向向外伸出的单个的支腿。联动装置可以连接支腿的任一端。
其他方面，本发明的目的和进步将会从以下联合附图一起的详细描述变得更加明显。
附图说明
附图并入并且形成描述本发明一些方面的说明书的一部分并且，和详述一起，用作解释发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的教导构建的紧凑型两轴操纵杆的实施方式的局部视图；
图2是图1的操纵杆局部视图，图示了横滚力反馈驱动器和横滚定中机构；
图3是图1的操纵杆另一视图，该操纵杆包括固定位置的俯仰行星齿轮架；
图4是图1的操纵杆的局部顶视图，该操纵杆具有部分截面形式的俯仰力反馈驱动器；
图5是类似于图2的、进一步包括固定位置的横滚行星齿轮架的视图；和
图6是可用于图1的操纵杆的力反馈驱动器的实施方式的简化视图。
虽然本发明将会结合特定实施方式进行描述，但意图不是限制于这些实施方式。反之，意图在于将所有的替代、修改和等效物都涵盖在所附的权利要求限定的本发明的精神和范围之内。
具体实施方式
图1以简化的形式描述了相据本发明实施方式的紧凑型两轴操纵杆100(也称作“控制杆100”)。操纵杆100用于控制飞机的俯仰和横滚。
两轴操纵杆100包括飞行员用以提供控制飞机俯仰和横滚的操纵输入的飞行员输入装置102。飞行员输入装置102由配置为使操纵杆围绕俯仰轴106和横滚轴108枢转的两轴万向节装置104支承，在图示的实施方式中俯仰轴106和横滚轴108大体垂直于彼此。对于图1俯仰轴106垂直于页面。
每个轴包括：由滚动元件轴承(rolling element bearing)支撑的机械万向节结构、基于凸轮的定中机构(cam based centering mechanism)、连接带齿轮的动力驱动装置(geared power-druve)(其包括与旋转变压器转换(resolvercommutated)无刷直流电机)和复式行星齿轮减速器(gearhead)以便给用户提供作用力反馈的联动装置和将机械的旋转化为用于飞行计算机的电信号的一些位置传感器。
在图示的实施方式中，两轴万向节装置104由基架110可操作地支承。在图1中，横滚轴万向节结构116被最佳地描述。横滚轴万向节结构116由滚动元件轴承114支撑，以用于围绕横滚轴108转动。一些电独立(electricallyindependent)的旋转可变差动变压器传感器118(RVDT传感器118)与横滚轴万向节结构116协作，以便将机械的旋转化为用于飞行计算机的电信号。
参照图2，描述了有关横滚的基于凸轮的定中机构(roll cam basedcenteringmechanism)120。有关横滚的基于凸轮的定中机构包括凸轮装置，凸轮装置包括凸轮面122和偏压抵靠凸轮面122的凸轮从动件124。在图示的实施方式中，凸轮面122可操作地连接到飞行员输入装置102，以便围绕横滚轴108的旋转运动引起凸轮面122的协同运动。凸轮面122限定原始位置126，原始位置126是凸轮面122最底端部分。当飞行员输入装置102从中心或原始位置(用实线表示)旋转时，凸轮从动件124将离开原始位置126并且沿着凸轮面122运动。这种运动会导致凸轮面122施加抵靠凸轮从动件124的偏压力。凸轮从动件124可操作地连接到采取压缩弹簧方式的偏压元件128，偏压元件128会推动凸轮从动件124返回原始位置124并且因此将飞行员输入装置102偏压返回原始位置。
参照图1，描述了有关俯仰的基于凸轮的定中机构(pitch cam basedcenteringmechanism)130。有关俯仰的基于凸轮的定中机构130以与有关横滚的基于凸轮的定中机构几乎相同的方式操作，并且配置成当飞行员输入装置102围绕俯仰轴106旋转时偏压飞行员输入装置返回图1中实线所示的俯仰原始位置。在这个定中机构130中，凸轮从动件132由飞行员输入装置102支承，并且凸轮面134在响应于飞行员输入装置102的运动而被凸轮从动件132偏压时由与压缩弹簧138协作的摇杆136支承或提供。
操纵杆100包括俯仰力反馈驱动器140和横滚力反馈驱动器142。当飞行员输入装置102从俯仰和横滚原始位置围绕相应的俯仰轴和横滚轴106、108枢转时，力反馈驱动器140、142配置为提供机械阻力到飞行员输入装置102。力反馈由于飞机的控制面通常被配置为模拟力，因为在图示的实施方式中操纵杆100不是机械联接(link)到控制面。
俯仰力反馈驱动器140包括可操作地驱动俯仰齿轮系146的俯仰电机144。俯仰电机144优选为旋转变压器转换无刷直流电机。俯仰电机144可操作地安装到基架110上。俯仰齿轮系146优选为复式行星齿轮减速器。在可替代实施方式中，俯仰齿轮系146可以采用单级或多级行星齿轮减速器的形式。
俯仰小齿轮148可操作地连接到俯仰电机144的输出轴并且用作复式行星齿轮减速器的太阳齿轮。三个俯仰行星齿轮150径向放置在俯仰太阳齿轮(例如俯仰小齿轮148)和旋转的内俯仰齿圈152之间。另外参考图3，俯仰齿轮系146包括固定位置的支承多个俯仰行星齿轮150以用于围绕对应的俯仰行星齿轮旋转轴156旋转的俯仰行星齿轮架154(也称作“俯仰支架154”)。俯仰支架154包括限定俯仰行星齿轮旋转轴156的轴向延伸轴。这些轴背离俯仰支架154的外盖部分158朝向俯仰电机144轴向延伸。由于俯仰支架154是固定位置的支架，由俯仰支架154限定的俯仰行星齿轮旋转轴156相对于基架110不移动。
另外参考图4，俯仰齿圈152轴向位于俯仰电机144和外盖部分158之间。更具体的，俯仰齿圈152包括轴向地设置成(参照俯仰小齿轮148的轴)邻近且朝向俯仰电机144的第一端180和轴向地背离俯仰电机144并且邻近俯仰支架154的相对的第二端182。第一端轴向位于俯仰电机144和第二端之间。俯仰齿圈152相对于固定位置的基架110围绕与俯仰小齿轮144的旋转轴同轴的旋转轴旋转，原因在于这样的事实：即，因涉及固定位置的俯仰支架154，行星齿轮150相对于基架110具有基本固定的位置。另外，齿圈围绕平行于俯仰轴106的旋转轴旋转。
俯仰齿圈152由一对齿轮减速器架轴承159(也称作“调心滚子轴承(cagebearing)159”)支撑，该对齿轮减速器架轴承159支撑俯仰齿圈152，以用于围绕由俯仰小齿轮148限定的旋转轴旋转。齿轮减速器架轴承159相对于彼此轴向偏置，以便一个齿轮减速器架轴承159邻近俯仰电机144而另一个齿轮减速器架轴承159设置成邻近俯仰支架154的盖部分158。
另外参照图6，俯仰齿圈152包括径向向外伸出的附连部件(attachmntfeature)160。附连部件160形成为与俯仰齿圈152的其余部分相连续的一体件并且是大体的马蹄型或U型的，从而包括两个轴向间隔开的、径向向外伸出的支腿。俯仰联动装置162在附连部件160的支腿之间在第一端164处被可操作地连接。联动装置在相对的第二端166处可操作地连接到飞行员输入装置102。
飞行员输入装置102和联动装置162之间的连接相对于俯仰轴106偏移，以便俯仰齿圈152的旋转运动借助联动装置162可操作地施加力矩到围绕俯仰轴106的飞行员输入装置102。联动装置162可直接连接到飞行员输入装置或俯仰万向节装置，以便可操作地连接到飞行员输入装置102。优选的，联动装置162与飞行员输入装置102以及与附连部件160之间的连接是可自由旋转的，以便联动装置162能相对于飞行员输入装置102和附连部件160旋转并且联动装置162保持处于基本张紧或压缩而不弯曲的状态。
另外参照图6，俯仰齿圈152的附连部件160轴向位于俯仰齿圈152的第一和第二端之间并且轴向位于俯仰电机144和俯仰支架154之间。相似的，优选联动装置162从俯仰支架154和俯仰齿圈152的第二端朝向俯仰电机144轴向偏移。更优选的，附连部件160和联动装置162轴向位于旋转地支撑俯仰齿圈152的这一对齿轮减速器架轴承159之间。
在一个实施方式中，附连部件160不轴向偏离俯仰齿圈152。相比于输出由旋转行星齿轮架提供的系统，通过提供缩短的俯仰力反馈驱动器140，这种装置提供显著的优点。由于操纵杆100的位置在飞机驾驶舱内，对于整体设计，由装置提供的任何的覆盖区的缩减有显著效果。这也使俯仰力反馈驱动器140和特别是俯仰电机144因此更加居中放置。另外，这种具有俯仰齿轮系146的输出部分位于齿轮减速器架轴承159之间的装置，在齿轮减速器架轴承159的力矩负载从输出由旋转行星齿轮架提供时被降低。
虽然附连部件160的先前的实施方式描述为具有两个径向向外伸出支腿，替代实施方式包括仅仅单径向向外伸出支腿。在一个实施方式中，支腿可以定位成邻近最接近俯仰电机144的齿轮减速器架轴承159。替代性地，支腿可以在一对齿轮减速器架轴承159的中心。在进一步的实施方式中，支腿可以设置成轴向最接近齿轮减速器架轴承159(其离俯仰电机144轴向最远)。
当仅提供单径向延伸支腿时，联动装置可以连接支腿的任意一侧。联动装置的放置可取决于力反馈驱动器相对于飞行员输入装置102的位置。在一个实施方式中，支腿可以设置成轴向临近最邻近俯仰电机144的齿轮减速器架轴承159，并且联动装置162连接到支腿的电机侧。在这个装置中，联动装置162轴向偏离俯仰齿圈152并且与俯仰电机轴向重叠。更具体的，联动装置162会沿着远离端180且朝向俯仰电机的方向轴向偏离齿圈152的端180。这使俯仰联动装置162几乎(如果不完全)与横滚旋转轴108共线。这也允许将俯仰力反馈驱动器140定中成大体在横滚旋转轴线上。
在一个替代实施方式中，俯仰联动装置162可以连接到支腿的相对(opposite)侧，以便联动装置162轴向设置在一对齿轮减速器架轴承159之间并且轴向偏向齿圈152而不是俯仰电机144。支腿的这一侧可以看做支腿的“自由端”侧，因为其面向力反馈驱动装置和行星齿轮架的自由端。尽管如此，需要联动装置162轴向偏离不超过齿圈152的端182和行星齿轮架以避免俯仰力反馈驱动器140整体长度的增加。
操作中，当俯仰轴传感器确定飞行员从其俯仰原始位置改变飞行员输入装置102，控制器170会引起俯仰力反馈驱动器140通过俯仰齿轮系146和联动装置162使用俯仰电机144施加阻力给飞行员输入装置102。
参见图2-3和5，横滚力反馈驱动器142与上述俯仰力反馈驱动器几乎是相同的。尽管如此，当飞行员输入装置102围绕横滚轴108从横滚原始位置枢转时，横滚力反馈驱动器142提供阻力反馈到飞行员输入装置102。横滚力反馈驱动器142也可以连接到控制器170或其自身分开的控制器。
在图示的实施方式中，横滚联动装置190比俯仰联动系统162更短。横滚力反馈驱动器142之间仅有的其他显著差别是：横滚力反馈驱动器142围绕旋转的旋转轴(因而其也是齿圈旋转围绕的轴线)垂直于俯仰轴108和俯仰力反馈驱动器140的齿轮的旋转轴。这由于俯仰轴和横滚轴106、108大致彼此平行。
注意上述内容，俯仰和横滚力反馈驱动器140、142可以是相同的，由于本实施方式的紧凑几何结构。
在此所有的参考，包括公开内容、专利申请和引用专利以相同程度并入参考好像每个参考是个别的和特别的指示并入参考并且在此阐明其整体。
在描述方明的全文中(尤其是在所附权利要求的文中)使用的词组“这个”和“其”及相似的表示是表示为涵盖单个和多个，除非在此文中另外指示或明显标记。词组“包含”和“包括”和“具有”表示为开放式词组(例如，表示“包括，但不限制于”)除非另外标记。在此值范围的列举仅仅是作为涉及个别的每个单独值落入范围的速记法，除非在此另外的标记，并且每个单独值并入说明书如同在此其单独列举。在此描述的所有方法可以以任何规则进行除非在此文中另外的指示或另外明显标记。在此提供的任何和所有的例子，或典型词语(例如，“例如”)的使用，只为更好描述发明并且不作为对本发明范围的限制除非另外要求。对本发明实施至为重要的是说明书中没有词语可以解释为指代任何非要求元件。
本发明的在此描述的优选实施方式，包括发明人知晓来实现发明的最佳模型。这些最佳实施方式的变化对那些本领域常规技术人员通过阅读前面详述变得显而易见。发明人期望技术人员适当的使用这些变化，并且发明人打算除在此描述的特殊实施方式以外实施本发明。因而，本发明包括通过适用法律允许的所附权利要求的主题的所有修改和等效。此外，任何以所有可能修改的上述元件的结合都包含在本发明中，除非在此的另外指示或文中其他明显标记。

Claims (20)

1.一种紧凑型两轴操纵杆，包括：
围绕俯仰轴和横滚轴可枢转的飞行员输入装置；
俯仰力反馈驱动器，其包括：包括输出轴的俯仰电机；俯仰齿轮系，该俯仰齿轮系包括安装至所述俯仰电机的所述输出轴的俯仰太阳齿轮、安装至固定位置的俯仰支架的多个俯仰行星齿轮、俯仰齿圈；所述多个俯仰行星齿轮径向设置在所述俯仰太阳齿轮和所述俯仰齿圈之间；
横滚力反馈驱动器，其包括：包括输出轴的横滚电机；横滚齿轮系，所述横滚齿轮系包括安装至所述横滚电机的所述输出轴的横滚太阳齿轮、安装至固定位置的横滚支架的多个横滚行星齿轮、横滚齿圈，所述多个横滚行星齿轮径向设置在所述横滚太阳齿轮和所述横滚齿圈之间；以及
可操作地将所述俯仰力反馈驱动器联接到所述飞行员输入装置的俯仰联动装置，所述俯仰联动装置被可操作地联接到所述飞行员输入装置和所述俯仰齿圈，以便所述俯仰齿圈的旋转导致所述飞行员输入装置围绕所述俯仰轴旋转；
可操作地将所述横滚力反馈驱动器联接到所述飞行员输入装置的横滚联动装置，所述横滚联动装置被可操作地联接到所述飞行员输入装置和所述横滚齿圈，以便所述横滚齿圈的旋转导致所述飞行员输入装置围绕所述横滚轴旋转。
2.根据权利要求1所述的操纵杆，其中所述横滚力反馈驱动器和所述俯仰力反馈驱动器大体相同。
3.根据权利要求1所述的操纵杆，其中所述俯仰电机的所述输出轴围绕平行于所述俯仰轴的旋转轴旋转并且所述横滚电机的所述输出轴围绕平行于所述横滚轴的旋转轴旋转，所述俯仰电机的所述输出轴的旋转轴和所述横滚电机的所述输出轴的旋转轴大体彼此垂直。
4.根据权利要求1所述的操纵杆，进一步包括：
俯仰定中机构，当所述飞行员输入装置围绕所述俯仰轴旋转离开俯仰原始位置时，所述俯仰定中机构作用于所述飞行员输入装置，以便将所述飞行员输入装置向所述俯仰原始位置偏压；和
横滚定中机构，当所述飞行员输入装置围绕所述横滚轴旋转离开横滚原始位置时，所述横滚定中机构作用于所述飞行员输入装置，以便将所述飞行员输入装置向所述横滚原始位置偏压。
5.根据权利要求1所述的操纵杆，进一步包括：基架，所述飞行员输入装置可操作、可枢转地安装至所述基架，以用于围绕所述俯仰轴和所述横滚轴旋转；所述固定位置的俯仰支架限定所述多个俯仰行星齿轮中的每一个的旋转轴，所述固定位置的俯仰支架具有相对于所述基架的固定位置并且相对于所述基架将所述多个俯仰行星齿轮的旋转轴保持在固定位置；并且
所述固定位置的横滚支架限定所述多个横滚行星齿轮中的每一个的旋转轴，所述固定位置的横滚支架具有相对于所述基架的固定位置并且相对于所述基架将所述多个横滚行星齿轮的旋转轴保持在固定位置。
6.根据权利要求1所述的操纵杆，其中所述俯仰齿圈包括径向向外伸出的附连部件，邻近所述俯仰联动装置的第一端该俯仰联动装置被可枢转、可操作地连接到所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件，并且邻近所述俯仰联动装置的第二端该俯仰联动装置可枢转、可操作地连接到所述飞行员输入装置；并且
其中所述横滚齿圈包括径向向外伸出的附连部件，邻近所述横滚联动装置的第一端该横滚联动装置可枢转、可操作地连接到所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件，并且邻近所述横滚联动装置的第二端该横滚联动装置可枢转、可操作地连接到所述飞行员输入装置。
7.根据权利要求6所述的操纵杆，其中所述俯仰齿圈具有临近所述俯仰电机的第一端和与该第一端相对的第二端，该第二端与所述俯仰电机间隔开，其中所述第一端沿着由所述俯仰电机的输出轴限定的轴线轴向地设置于所述第二端和所述俯仰电机之间，所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件向外轴向延伸不超过所述第二端；并且
其中所述横滚齿圈具有临近所述横滚电机的第一端和与所述横滚齿圈的该第一端相对的第二端，所述横滚齿圈的所述第二端与所述横滚电机间隔开，其中所述横滚齿圈的所述第一端沿着由所述横滚电机的输出轴限定的轴线轴向地设置于所述横滚齿圈的所述第二端和所述横滚电机之间，所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件并不轴向向外延伸超过所述横滚齿圈的所述第二端。
8.根据权利要求6所述的操纵杆，进一步包括：径向支撑所述俯仰齿圈以使所述俯仰齿圈进行旋转的一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承，所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件轴向定位成邻近所述齿轮减速器架轴承中的一个；和
径向支撑所述横滚齿圈以使所述横滚齿圈进行旋转的一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承，所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件轴向定位成邻近径向支撑所述横滚齿圈的所述一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承中的一个。
9.根据权利要求8所述的操纵杆，其中所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件具有径向向外伸出的单个的支腿并且所述俯仰联动装置可操作地连接到所述支腿的一侧；并且
其中，所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件具有径向向外伸出的单个的支腿并且所述横滚联动装置可操作地连接到所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件的该支腿的一侧。
10.根据权利要求9所述的操纵杆，其中所述俯仰联动装置连接到所述俯仰齿圈的所述支腿的俯仰电机侧上，以便所述俯仰联动装置与横滚旋转轴大体共线；并且
所述横滚联动装置联接到所述横滚齿圈的所述支腿的与横滚电机相对的一侧上，所述横滚联动装置轴向位于径向支撑所述横滚齿圈的所述一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承之间。
11.一种将力反馈提供到飞行员输入装置的方法，包括：
感测所述飞行员输入装置围绕俯仰轴的位移；
提供俯仰力反馈，以利用通过俯仰联动装置可操作地连接到所述飞行员输入装置的俯仰力反馈驱动器将所述飞行员输入装置偏压返回俯仰原始位置，所述俯仰力反馈驱动器包括：
包括输出轴的俯仰电机；和
俯仰齿轮系，该俯仰齿轮系包括安装至所述俯仰电机的所述输出轴的俯仰太阳齿轮、安装至固定位置的俯仰支架的多个俯仰行星齿轮、俯仰齿圈；所述多个俯仰行星齿轮径向设置在所述俯仰太阳齿轮和所述俯仰齿圈之间，所述俯仰联动装置可操作地联接至所述俯仰齿圈；
感测所述飞行员输入装置围绕横滚轴的位移；
提供横滚力反馈，以利用通过横滚联动装置可操作地连接到所述飞行员输入装置的横滚力反馈驱动器将所述飞行员输入装置偏压返回横滚原始位置，所述横滚力反馈驱动器包括：
包括输出轴的横滚电机；和
横滚齿轮系，该横滚齿轮系包括安装至所述横滚电机的输出轴的横滚太阳齿轮、安装至固定位置的横滚支架的多个横滚行星齿轮、横滚齿圈；所述多个横滚行星齿轮径向设置在所述横滚太阳齿轮和所述横滚齿圈之间，所述横滚联动装置可操作地联接到所述横滚齿圈。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述俯仰齿圈包括径向向外伸出的附连部件，邻近所述俯仰联动装置的第一端该俯仰联动装置可枢转地连接到所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件，并且邻近所述俯仰联动装置的第二端该俯仰联动装置可枢转地连接到所述飞行员输入装置；并且
其中所述横滚齿圈包括径向向外伸出的附连部件，邻近所述横滚联动装置的第一端该横滚联动装置可枢转地连接到所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件，并且邻近所述横滚联动装置的第二端该横滚联动装置可枢转地连接到所述飞行员输入装置。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述俯仰齿圈具有临近所述俯仰电机的第一端和与该第一端相对的第二端，该第二端与所述俯仰电机间隔开，其中所述第一端沿着由所述俯仰电机的输出轴限定的轴线轴向地设置于所述第二端和所述俯仰电机之间，所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件设置成朝向所述俯仰电机位于所述俯仰齿圈的所述第二端内侧；并且
其中所述横滚齿圈具有临近所述横滚电机的第一端和与该横滚齿圈的所述第一端相对的第二端，该横滚齿圈的所述第二端与所述横滚电机间隔开，其中横滚齿圈的所述第一端沿着由所述横滚电机的输出轴限定的轴线轴向地设置于所述横滚齿圈的所述第二端和所述横滚电机之间，所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件设置成朝向所述横滚电机位于所述横滚齿圈的所述第二端内侧。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：径向支撑所述俯仰齿圈以使所述俯仰齿圈进行旋转的一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承，所述俯仰齿圈的所述径向向外伸出的附连部件轴向地设置成临近轴向最邻近所述俯仰电机的齿轮减速器架轴承；和
径向支撑所述横滚齿圈以使所述横滚齿圈进行旋转的一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承，所述横滚齿圈的所述径向向外伸出的附连部件轴向地设置成临近轴向最邻近所述俯仰电机的齿轮减速器架轴承。
15.一种将力反馈提供到飞行员输入装置的设备，包括：
力反馈驱动器，包括：包含输出轴的电机；和齿轮系，该齿轮系包括安装至所述电机的所述输出轴的太阳齿轮、安装至固定位置的支架的多个行星齿轮、齿圈，所述多个行星齿轮径向设置在所述太阳齿轮和所述齿圈之间，其中，所述固定位置的支架在所有操作阶段中均是固定的；和
联动装置，该联动装置配置为可操作地将所述力反馈驱动器联接到所述飞行员输入装置，所述联动装置配置成可操作地联接到所述飞行员输入装置，所述联动装置配置成可操作地联接到所述齿圈，以便俯仰齿圈的旋转引起所述联动装置的运动。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述固定位置的支架限定所述多个行星齿轮中的每一个的旋转轴，所述固定位置的支架相对于所述电机具有固定位置并且将所述多个行星齿轮中的每一个的旋转轴保持在相对于所述电机的固定位置。
17.根据权利要求15所述的设备，其中所述齿圈包括径向向外伸出的附连部件，邻近所述联动装置的第一端该联动装置可枢转地连接到所述齿圈的所述径向向外伸出的附连部件。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述齿圈具有临近所述电机的第一端和与该第一端相对的第二端，所述第二端与所述电机间隔开，其中所述第一端沿着由所述电机的输出轴限定的轴线轴向地设置于所述第二端和所述电机之间，所述齿圈的所述径向向外伸出的附连部件沿着远离所述电机伸出的方向不轴向延伸超过所述齿圈的所述第二端。
19.根据权利要求17所述的设备，进一步包括：一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承，所述齿轮减速器架轴承可转动地支撑所述齿圈以用于旋转，所述径向向外伸出的附连部件相对于所述一对轴向间隔开的齿轮减速器架轴承基本轴向定中。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述齿圈的所述径向向外伸出的附连部件具有径向向外伸出的单个的支腿并且所述联动装置被连接至支腿的一侧但不轴向延伸超过所述齿圈的与所述电机相对的一端。
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