CN104520184B - 用于控制飞机的操纵杆 - Google Patents

用于控制飞机的操纵杆 Download PDF

Info

Publication number
CN104520184B
CN104520184B CN201380034144.2A CN201380034144A CN104520184B CN 104520184 B CN104520184 B CN 104520184B CN 201380034144 A CN201380034144 A CN 201380034144A CN 104520184 B CN104520184 B CN 104520184B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pivot joint
rotation
blade
respect
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380034144.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104520184A (zh
Inventor
F·贝
E·梅莱
H·戈雷茨基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Sagem Defense Securite SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagem Defense Securite SA filed Critical Sagem Defense Securite SA
Publication of CN104520184A publication Critical patent/CN104520184A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104520184B publication Critical patent/CN104520184B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02—Initiating means
    • B64C13/04—Initiating means actuated personally
    • B64C13/042—Initiating means actuated personally operated by hand
    • B64C13/0421—Initiating means actuated personally operated by hand control sticks for primary flight controls
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/04—Controlling members for hand actuation by pivoting movement, e.g. levers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04766—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks providing feel, e.g. indexing means, means to create counterforce
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20396—Hand operated
    • Y10T74/20474—Rotatable rod, shaft, or post

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于控制飞机的操纵杆(1)，其包括：框架(2)；控制杆(3)；机械联接总成(4)，其用于使所述控制杆连接至所述框架，从而使所述控制杆(3)绕第一旋转轴(X)相对于所述框架(2)旋转，其中，所述机械联接总成(4)包括第一枢轴接头(9)，所述第一枢轴接头(9)包括第一部分、相对于所述第一部分可移动地安装的第二部分、以及至少两个柔性叶片，各个柔性叶片具有附接至所述第一部分的一端以及附接至所述第二部分的另一端，并且各个柔性叶片能够弹性地变形，以使所述第二部分沿所述第一旋转轴线(X)相对于所述第一部分旋转，从而产生阻碍所述第二部分相对于所述第一部分旋转的回复扭矩。

Description

用于控制飞机的操纵杆
技术领域
本发明涉及用于控制飞机的操纵杆。
背景技术
传统飞机是已知的，通过将机械连接的控制杆转为机翼的可定向飞行控制来对其飞行控制装置进行控制。
飞行控制装置的定向由通过用于感测控制杆的移动的传感器所控制的电致动器和/或液压致动器来执行的飞机也是已知的。基于这类装置，控制杆因此并不机械联接至飞行控制装置，并且飞行员不感知来自控制杆的任何阻力，该阻力使飞行员估计飞行控制装置的移动和其承受的力。
但一些控制杆配备有用于模拟在控制杆上的反馈力的有源和/或无源装置。
同时，在一些配备有电子飞行控制装置的飞机中，控制杆被称为“操纵杆”的控制装置所代替。操作杆比传统的控制杆更紧凑，一般将其集成到飞行员的座椅扶手中，操纵杆包括由飞行员以手腕的运动单独操作的控制杆。安装操纵杆空出了在飞行员与仪表板之间的空间，从而可安装其他装备。
操纵杆一般包括一组用于在控制杆的各个旋转轴(翻滚轴和俯仰轴)上施加回复力以及在飞行员不在控制杆上施加力时将控制杆回复至空挡位置的弹簧。
由于操纵杆由手腕控制，因此，生成的回复力比在传统控制杆上生成的回复力要弱得多。
同时，增加了飞行员对操纵杆动作的敏感度。因此，能够根据所定义的力的定律精确且稳定地(即，可重现)生成回复力是很重要的。然而，正如飞行员所感知到的，在现有机构中存在的摩擦力会使操纵杆的性能恶化。
具体地说，当操纵杆配备有力传感器时，在由这些传感器所取得的测量值中引起偏压和滞后的机构的零件之间发生了摩擦，从而不能精确地生成力反馈。
除了摩擦问题外，通常的无源装置常是弹力甚至是耦合力的非线性源，该耦合力由轴线基于在通常独立的第二轴线上所感测到的力的位移所引起。还存在许多导致力反馈不精确的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于控制飞机的简单、稳健以及无干扰风险的操纵杆，从而十分精确稳定地产生回复力。
在本发明的范围内，该目的通过用于控制飞机的操纵杆而实现，所述操纵杆包括：
框架；
控制杆；
机械联接总成，其用于使所述控制杆连接至所述框架，从而使所述控制杆绕第一旋转轴线相对于所述框架旋转，
其中，所述机械联接总成包括第一枢轴接头，所述第一枢轴接头包括：第一部分；安装为相对于所述第一部分移动的第二部分；以及至少两个柔性叶片，每个柔性叶片具有固定至所述第一部分的一端以及固定至所述第二部分的另一端，并且每个柔性叶片能够弹性地变形，以使所述第二部分绕所述第一旋转轴线相对于所述第一部分旋转，从而产生趋向于对抗所述第二部分相对于所述第一部分旋转的回复扭矩。
在所述机械联接总成中所使用的所述枢轴接头的结构在不引起摩擦的情况下引导所述控制杆旋转，并且同时在所述控制杆上产生力反馈。
而且，所述接头的所述结构允许将传感器恰好集成在关节的内部。
而且，可串联装配若干枢轴接头从而产生复合的力反馈规律。
根据本发明的操纵杆还可具有以下特性：
所述第一枢轴接头的所述第二部分能够以仅根据第一旋转方向从静止位置相对于所述第一枢轴接头的所述第一部分旋转的方式可，以及所述第一枢轴接头包括第一挡块，所述第一挡块设置为抑制所述第二部分在与所述第一方向相反的第二方向上行进；
所述机械联接总成包括第一组枢轴接头，所述第一组枢轴接头包括所述第一枢轴接头和第二枢轴接头；所述第二枢轴接头包括第一部分和第二部分，所述第二部分安装为能够以仅根据第二旋转方向从静止位置相对于所述第一部分旋转的方式移动；以及所述第二枢轴接头包括第二挡块，所述第二挡块设置为抑制所述第二部分在与所述第二方向相反的所述第一方向上行进；
设置所述第一挡块，从而当所述第一接头位于静止位置时，所述第一枢轴接头的叶片是弯曲的，并且在所述第一枢轴接头的所述第二部分上施加非零回复扭矩；
所述第一挡块的位置是可调节的，以便实现调节所述非零回复扭矩；
至少一个枢轴接头包括第一对叶片和第二对叶片，每对叶片均产生绕所述第一旋转轴线的回复扭矩；
所述第一对叶片和所述第二对叶片彼此对称设置；
至少一个枢轴接头还包括将所述第一部分和所述第二部分连接在一起的弹性元件，以及当所述枢轴接头的所述叶片未弯曲时，所述弹性元件牵引在所述第一部分与所述第二部分之间，从而使所述弹性元件产生趋向于引起所述第二部分相对于所述第一部分旋转的回复力；
所述机械联接总成包括第一串枢轴接头，所述第一串枢轴接头包括所述第一枢轴接头以及与所述第一枢轴接头串联安装的第三枢轴接头，所述第一接头的第一部分或所述第一接头的第二部分与所述第三枢轴接头的第二部分整体安装或与所述第三枢轴接头的第一部分分别安装；
所述第一枢轴接头包括第一挡块，所述第一挡块设置为限制所述第一枢轴接头的第二部分在所述第一旋转方向上行进；以及所述第三枢轴接头包括第三挡块，所述第三挡块设置为限制所述第三枢轴接头的第一部分在所述第一旋转方向上行进，从而当驱动所述控制杆在所述第一旋转方向上相对于所述框架旋转时，所述第一枢轴接头和所述第三枢轴接头被相继停止；
所述第一挡块和/或所述第三挡块的位置是可调节的，以便实现对于停止所述第一枢轴接头和/或所述第三枢轴接头的行程的调节；
所述机械联接总成包括安装在其中一个所述叶片上的应变或变形传感器，所述叶片用作所述传感器的测试体；
所述机械联接总成使所述控制杆绕垂直于所述第一旋转轴线的第二旋转轴线相对于所述框架旋转，以及所述机械联接总成包括第四枢轴接头，所述第四枢轴接头包括第一部分、第二部分和至少两个柔性叶片，所述第二部分安装为能够相对于所述第一部分移动，各个柔性叶片将所述第一部分和所述第二部分连接在一起，并且各个柔性叶片能够弹性地变形，从而使所述第二部分能够绕所述第二旋转轴线相对于所述第一部分旋转，并产生趋向于对抗所述第二部分相对于所述第一部分旋转的回复扭矩；
所述机械联接总成包括第二串枢轴接头，所述第二串枢轴接头包括第四枢轴接头以及与所述第四枢轴接头串联安装的第五枢轴接头，所述第四接头的所述第一部分或所述第四接头的所述第二部分与所述第五枢轴接头的第二部分整体安装或与所述第五枢轴接头的第一部分分别安装。
附图说明
其他特性和优势将在以下说明中出现，以下说明仅为图示性质且不具限制性并且必须参考附图进行考虑，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的操纵杆；
图2A和图2B示意性地示出了根据权利要求1可在操纵杆中使用的枢轴接头；
图3A至图3C分别示意性地示出了位于静止位置的枢轴接头、在加载位置中的枢轴接头、以及由枢轴接头所产生的力偶随着绕其主轴的旋转角而变化的规律；
图4示意性地示出了枢轴接头的第一变型；
图5A和5B分别示意性地示出了枢轴接头的第二变型，以及由接头所产生的力偶随着旋转角而变化的规律；
图6A和6B分别示意性地示出了枢轴接头的第三变型，以及由接头所产生的力偶随着旋转角而变化的规律；
图7A和7B示意性地示出了枢轴接头的第四变型；
图8A和8B分别示意性地示出了两个枢轴接头的串联总成，以及由该总成所产生的力偶随着旋转角而变化的规律；
图9A示意性地示出了根据第一实施例的操纵杆配置，其中控制杆绕第一旋转轴线而倾斜；
图9B示意性地示出了根据第一实施例的操纵杆配置，其中控制杆绕垂直于第一轴线的第二旋转轴线而倾斜；
图9C和9D示意性地示出了由接头所产生的力偶随着分别绕第一轴线和第二轴线的旋转角而变化的规律；
图10示意性地示出了根据本发明的第二实施例的操纵杆；
图11A示意性地示出了根据第二实施例的操纵杆配置，其中控制杆绕第一旋转轴线而倾斜；
图11B示意性地示出了根据第二实施例的操纵杆配置，其中控制杆绕垂直于第一轴线的第二旋转轴线而倾斜；
图11C示意性地示出了由接头所产生的力偶随着绕第一轴线或第二轴线的旋转角而变化的规律。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的操纵杆1。
操纵杆1包括：框架2，其旨在例如集成到飞行员的座椅扶手中；安装为能够以相对于框架2旋转的方式移动的控制杆3；以及在框架上的控制杆的机械联接总成4，其用于绕两个旋转轴线X和Y在控制杆上产生回复力。
控制杆3沿着纵向(Z'轴线)呈大体细长的形式。
机械联接总成4包括：相对于框架2固定安装的两个支撑件5和6；安装为能够以绕第一轴线X相对于支撑件5和6旋转的方式移动的中间件7；以及在其上固定控制杆3的连接件8，连接件8安装为以能够绕第二轴线Y相对于中间件7旋转的方式移动。第二轴线Y与第一轴线X垂直。而且，当控制杆3位于空挡位置时，轴线X、Y、Z'彼此正交。
机械联接总成4还包括第一对枢轴接头9、10和第二对枢轴接头11、12。
中间件7具有十字的形式。更具体地说，中间件7包括从共同接头17延伸的四个摇臂13到16，每个摇臂在其自由端的水平面处连接至相应的的枢轴接头9到12。
第一对枢轴接头包括：安装在支撑件5与中间件7之间的第一枢轴接头9；以及安装在支撑件6与中间件7之间且平行于第一枢轴接头9的第二枢轴接头10。枢轴接头9和10使中间件7绕轴线X相对于框架2旋转。
第二对枢轴接头包括：安装在中间件7与连接件8之间的第三枢轴接头11；以及安装在中间件7与连接件8之间且平行于第三枢轴接头11的第四枢轴接头12。枢轴接头11和12使中间件7能够绕轴线Y相对于框架2旋转。
机械联接总成4使控制杆3能够同时绕轴线X和绕轴线Y相对于框架2旋转，从而，例如让飞行员控制飞机的翻滚和俯仰。
图2A和图2B示意性地示出了可在根据图1的操纵杆中使用的枢轴接头9。
枢轴接头9包括第一部分91和相对于第一部分91移动安装的第二部分92。第一部分91固定至支撑件5(即，框架2)，第二部分92固定至中间件7。
第一部分91和第二部分92分别具有大体的圆柱的形式，并通过结合其回转轴线而彼此定位，两个部分91和92均具有相对于该共同回转轴线的相同内半径的圆柱段。
枢轴接头9还包括两个柔性叶片93和94，每个柔性叶片将第一部分91和第二部分92连接在一起。两个柔性叶片包括：平行于第一平面延伸的第一叶片94和平行于与第一平面正交的第二平面延伸的第二叶片93。第一平面和第二平面穿过部分91和92的共同回转轴线。
各个柔性叶片93或94均具有固定至第一部分91的第一端以及固定至第二部分92的第二端。更确切地说，叶片93或94的各个端均通过完整的联接(或壳体)机械联接至部分91、92的其中之一。
叶片93、94可有弹性地弯曲变形，以使所述第二部分92能够根据对应于部分91和92的共同回转轴线的旋转轴线相对于第一部分91旋转，并产生趋向于对抗第二部分92相对于第一部分91旋转的回复扭矩。
因此，叶片93和94确保引导第二部分92根据单一自由度相对于第一部分91旋转(根据单一旋转轴线旋转)。
叶片93和94在纯弯曲状态下运转，并且各个叶片均可用作测试体从而支撑传感器950，例如应变仪。这导致直接测量扭矩的样本值或离原点最近的行程，并且因此，不受摩擦或活动的干扰。
图3A至图3C示意性地示出了枢轴接头9的功能。
在图3A中，枢轴接头9位于静止位置。在该位置，柔性叶片93、94不弯曲，并不产生回复扭矩。
在图3B中，驱动第二部分92相对于第一部分91旋转。柔性叶片93和94(以虚线示出)弯曲，并由于其弹性在第二部分92上产生大体上与第二部分92相对于第一部分91的旋转角θ成正比的回复扭矩。
图3C示意性地示出了由枢轴接头所产生的回复扭矩随着旋转角θ而变化的规律。由枢轴接头9所生成的回复扭矩在–θmax与+θmax之间的角行程范围内与两个旋转方向上的旋转角θ成正比。在该范围内，所述规律相对于枢轴接头的静止位置0是线性的和对称的。最大旋转角–θmax和+θmax对应于枢轴接头的端位置，在枢轴接头中，第二部分92靠第一部分91停止。
图1所示的枢轴接头10至12的结构与刚刚关于图2A、2B、3A、3B和3C所描述的枢轴接头9的结构相同。
图4示意性地示出了图2A和2B的枢轴接头9的第一变型。
在该变型中，枢轴接头9包括四个叶片93至96。所述叶片包括第一对叶片93、94和第二对叶片95、96，叶片对彼此对称设置。
叶片对各自包括：平行于第一平面延伸的第一叶片93(或96)以及平行于与第一平面正交的第二平面延伸的第二叶片94(或95)。
第一叶片93和96(或侧叶片)在第二叶片94和95(或中心叶片)的两侧上延伸，第二叶片94和95并排设置。
第一变型提供了在叶片之一破裂的情况下的安全保证。如果其中一个叶片意外破裂，则可能在不减少行程的情况下通过保留枢轴联接的引导功能而保留降级模式下的功能，并且功能刚度仅减少四分之一(在标称旋转模式下的四个叶片之一)。叶片必须超越其壳体而彼此隔开，从而使一个叶片的任何破损不会扩展至另一叶片。
图5A示意性地示出了枢轴接头9的第二变型。
在该变型中，枢轴接头9的第二部分92能够仅根据第一旋转方向(箭头A)相对于枢轴接头的第一部分91从静止位置(当不向接头施力时接头的位置)移动旋转。为此，枢轴接头9包括：挡块97，其设置为禁止第二部分92在与第一方向相反的第二旋转方向(箭头B)上相对于第一部分91旋转。
图5B示意性地示出了由枢轴接头9所产生的回复扭矩随着第二部分相对于第一部分的旋转角θ变化的规律。由枢轴接头9所产生的回复扭矩在0与+θmax行程范围内与在第一旋转方向上的旋转角θ成正比。在该范围内，规律是线性的。
图6A示意性地示出了枢轴接头的第三变型。
在该变型中，设置挡块97从而使当接头位于静止位置时(即，不向接头施力)，枢轴接头9的叶片93、94弯曲，并在接头的第二部分92上施加趋向于使第二部分92保持靠挡块97支撑的非零回复扭矩。
图6B示意性地示出了由枢轴接头9所产生的回复扭矩随着旋转角θ而变化的规律。由枢轴接头9所产生的回复扭矩在+θ1与+θ2(+θ2>+θ1>0)之间的行程范围内与在第一旋转方向(箭头A)上的旋转角θ成正比。在该范围内，该规律是线性的。旋转角的端值+θ1和+θ2分别对应于第二部分92靠挡块97支撑的位置和第二部分92靠第一部分91(第一部分91构成第二部分92的挡块)支撑的位置。
可(例如，通过螺纹元件)调节挡块97的位置，以便调节角度+θ1从而接着调节最小致动扭矩C。
图7A示意性地示出了枢轴接头9的第四变型。
第四变型在本文中与第二变型相同，但可应用于任何其他变型。在第四变型中，枢轴接头9同样包括将第一部分91和第二部分92连接在一起的弹性元件98，诸如，例如弹簧。弹性元件98拉长保持在第二部分92相对于第一部分91的角行程的整个范围之上。
弹性元件98设置在中心叶片94、95之间，并在相对于叶片93、94、95和96形成45度角的方向上延伸。
如图7B所图示的，当枢轴接头9的叶片93至96不弯曲时，弹性元件98穿过第二部分92相对于第一部分91的旋转轴线，从而即使弹性元件98在第一部分91与第二部分92之间牵引，它也不在后者之间施加扭矩。换言之，当叶片93至96不弯曲时，弹性元件98位于均衡位置，并且它因此不在第一部分91与第二部分92之间施加力。
由于第二部分92相对于第一部分91旋转转移，因此，由弹性元件98所产生的弹力不再穿过枢轴接头9的旋转轴线，并且它趋向于支持在与第二部分92相对于第一部分91旋转的相同方向上旋转。
由于该设置，弹性元件98产生负回复扭矩，负回复扭矩至少部分地补偿了由叶片93至96所产生的正回复扭矩。适当地选择弹性元件98的特性使得能够设计在空挡位置附近无摩擦和具有零刚度的枢轴接头9。
而且，可能提供弹性元件98的张力的调节装置980(例如，与第一部分91配合的螺纹元件)，从而调节枢轴接头9的合成刚度。
图8A示意性地示出了两个枢轴接头9和109的用于形成枢轴接头链的串联总成。在该总成中，枢轴接头109的第一部分1091固定至枢轴接头9的第二部分92。
同时，在图8A所示出的示例中，仅一个枢轴接头9包括限制枢轴接头行程的挡块99。
可(例如，通过与枢轴接头9的第一部分91配合的螺纹元件)调节挡块99的位置，以便随总成的刚度的变化调节角+θ1。
图8B示意性地示出了由枢轴接头的总成所产生的回复扭矩随着枢轴接头109的第二部分1092相对于枢轴接头9的第一部分91的旋转角θ而变化的规律。
所产生的变化规律具有双斜率。更确切地说，刚度遵循由段所定义的变化规律。
在0与θ1的第一行程范围内，同时驱动两个枢轴接头9和109旋转。由接头9和109所产生的合成的回复扭矩是由两个枢轴接头9和109所产生的独立回复扭矩的组合。该合成的回复扭矩与枢轴接头109的第二部分1092相对于枢轴接头9的第一部分91的旋转角θ成正比，第一刚度源于串联的两个枢轴接头9和109的独立刚度的组合。
当旋转角θ达到θ1时，枢轴接头9的第二部分92与挡块99接触，从而不再相对于第一部分91旋转驱动第二部分92。
在θ1与θ2之间的第二行程范围内，由接头9和109的总成所产生的回复扭矩以线性方式变化，第二刚度等于枢轴接头109单独的独立刚度。
当旋转角θ达到θ2时，枢轴接头109的第二部分1092到达靠着枢轴接头109的第一部分1091停止的位置，并且可不再能够相对于第一部分1091旋转驱动第二部分1092。总成的旋转不可能超过θ2。
相同的功能可通过串联装配具有相同的角行程但刚度不同的枢轴接头9和109获得。实际上，利用相同的行程，最柔软的枢轴接头先于最硬的枢轴接头到达停止位置。当最柔软的枢轴接头达到其停止位置时，最初小于各个两刚度中每个刚度的总成的刚度将回到最硬的枢轴接头的刚度，最硬的枢轴接头尚未达到其停止位置。
图9A示意性地示出了根据第一实施例的操纵杆1的配置，其中控制杆3绕第二旋转轴线Y倾斜角θ。
图9C示意性地示出了由在控制杆3上的两个接头11和12所产生的力偶随着控制杆3绕轴线Y相对于框架2的旋转角θ而变化的规律。
图9B示意性地示出了根据第一实施例的操纵杆1的配置，其中控制杆3绕第一旋转轴线X倾斜角θ。
图9D示意性地示出了由在控制杆3上的两个接头9和10所产生的力偶随着控制杆3绕轴X相对于框架2的旋转角θ而变化的规律。
图10示意性地示出了根据本发明的第二实施例的操纵杆1。
该第二实施例与第一实施例相同，只是第一枢轴接头9和第二枢轴接头10被安装在支撑件2与中间件7之间的第一串枢轴接头9、109、209、309和第二串枢轴接头10、110、210、310所代替。
同样，第三枢轴接头11和第四枢轴接头12已经被安装在中间件7与连接件8之间的第三串枢轴接头11、111、211、311和第四串枢轴接头12、112、212、312所代替。
在图10所示的示例中，每串枢轴接头包括串联安装的四个枢轴接头，其包括：
能够仅根据第一旋转方向(箭头A)从预应力位置移动旋转的两个枢轴接头，具体地说，枢轴接头9、109、10、110、11、111、12、112；
能够仅根据第二旋转方向(箭头B)从预应力位置移动旋转的两个枢轴接头，该第二旋转方向与第一旋转方向相反，具体地说，枢轴接头209、309、210、310、211、311、212、312。
为此，枢轴接头9、109、10、110、11、111、12、112包括挡块97，例如，图5A或6A所示的阻碍接头在第二旋转方向上行进的挡块。
同样，枢轴接头209、309、210、310、211、311、212、312包括诸如图5A或6A所示的抑制接头在第一旋转方向上行进的第一挡块97。
而且，每个枢轴接头9、10、11和12包括限制接头在第一旋转方向上行进的第二挡块99，例如图8A所示的挡块。
同样，每个枢轴接头209、210、211和212包括限制接头在第二旋转方向上行进的第二挡块99，例如图8A所示的挡块。
图11A示意性地示出了根据第二实施例的操纵杆1的配置，其中控制杆3绕第二旋转轴线Y相对于框架2倾斜。
如该图中所示的，当控制杆3绕轴线Y在第二方向(箭头B)上倾斜时，仅枢轴接头211、311和212、312运转。枢轴接头11、111和12、112停止。
相反，当控制杆3在与第二方向相反的第一方向(箭头A)上倾斜时，仅枢轴接头11、111和12、112运转。枢轴接头211、311和212、312停止。
图11B示意性地示出了根据第二实施例的操纵杆1的配置，其中控制杆3绕第一旋转轴线X相对于框架2倾斜。
如该图中所示的，当控制杆3绕轴线Y在第二方向(箭头B)上倾斜时，仅枢轴接头209、309和210、310运转。枢轴接头9、109和10、110停止。
相反，当控制杆3在与第二方向相反的第一方向(箭头A)上倾斜时，仅枢轴接头9、109和10、110运转。枢轴接头209、309和210、310停止。
如图11C所示的，该第二实施例产生了根据具有起始阈值的两个轴线X和Y所产生的回复扭矩的变化规律，即，飞行员必须在控制杆3上施加大于阈值C的力偶，从而驱动控制杆围绕轴线X和Y的各个方向旋转(围绕轴线X的各个方向的枢轴接头9+109、209+309和10+110、210+310的刚度的组合和围绕轴线Y的各个方向的枢轴接头11+111、211+311和12+112、212+312的刚度的组合)。
同样，变化规律具有双斜率。更确切地说，总成的刚度具有分段的变化规律。在0与θ1之间的第一行程范围内，由枢轴接头串所产生的回复扭矩具有随着旋转角θ而变化的第一刚度的线性变化。在θ1与θ2之间的第二行程范围内，由枢轴接头串所产生的回复扭矩具有第二刚度(围绕轴线X的各个方向的枢轴接头刚度109、309和110、310和围绕轴线Y的各个方向的枢轴接头刚度111、311和112、312)的线性变化。
这样，若干串联装配的枢轴接头的组合产生了复合回复力的规律，枢轴接头的特性和总成能够随着优选的力反馈规律而变化。
附图标记
1操纵杆
2框架
3控制杆
4机械联接总成
5支撑件
6支撑件
7中间件
8连接件
9第一枢轴接头(第一轴线)
10第二枢轴接头(第一轴线)
11第三枢轴接头(第二轴线)
12第四枢轴接头(第二轴线)
13中间件的摇臂
14中间件的摇臂
15中间件的摇臂
16中间件的摇臂
17摇臂的共同接头
91枢轴接头的第一部分
92枢轴接头的第二部分
93第一柔性叶片
94第二柔性叶片
95第二对叶片的第二柔性叶片
96第二对叶片的第一柔性叶片
97挡块
98弹性元件
99挡块
109枢轴接头(第一轴线、方向A、第一和第二斜率)
110枢轴接头(第一轴线、方向A、第一和第二斜率)
111枢轴接头(第二轴线、方向A、第一和第二斜率)
112枢轴接头(第二轴线、方向A、第一和第二斜率)
209枢轴接头(第一轴线、方向B、第一斜率)
210枢轴接头(第一轴线、方向B、第一斜率)
211枢轴接头(第二轴线、方向B、第一斜率)
212枢轴接头(第二轴线、方向B、第一斜率)
309枢轴接头(第一轴线、方向B、第一和第二斜率)
310枢轴接头(第一轴线、方向B、第一和第二斜率)
311枢轴接头(第二轴线、方向B、第一和第二斜率)
312枢轴接头(第二轴线、方向B、第一和第二斜率)
950传感器
980用于张力调节的装置
1091枢轴接头的第一部分
1092枢轴接头的第二部分

Claims (14)

1.一种用于控制飞机的操纵杆(1)，其包括：
框架(2)；
控制杆(3)；
机械联接总成(4)，用于使所述控制杆连接至所述框架，使得所述控制杆(3)绕第一旋转轴线(X)相对于所述框架(2)旋转；
其中，所述机械联接总成(4)包括第一枢轴接头(9)，所述第一枢轴接头(9)包括：第一部分(91)；安装为能够相对于所述第一部分(91)移动的第二部分(92)；以及至少两个柔性叶片(93、94)，每个柔性叶片具有固定至所述第一部分(91)的一端和固定至所述第二部分(92)的另一端，并且每个柔性叶片能够弹性地变形，以使所述第二部分(92)绕所述第一旋转轴线(X)相对于所述第一部分(91)旋转，从而产生趋向于对抗所述第二部分相对于所述第一部分旋转的回复扭矩。
2.根据权利要求1所述的操纵杆，其中，所述第一枢轴接头(9)的所述第二部分(92)能够以仅根据第一旋转方向(A)从静止位置相对于所述第一枢轴接头(9)的所述第一部分(91)旋转的方式移动，以及其中所述第一枢轴接头(9)包括第一挡块(97)，所述第一挡块设置为抑制所述第二部分(92)在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向(B)上行进。
3.根据权利要求2所述的操纵杆，其中，所述机械联接总成(4)包括：第一组枢轴接头(9、10)，其包括所述第一枢轴接头(9)和第二枢轴接头(10)；所述第二枢轴接头(10)包括第一部分和第二部分，所述第二部分安装为能够以仅根据第二旋转方向从静止位置相对于所述第一部分旋转的方式移动；以及其中，所述第二枢轴接头包括第二挡块，所述第二挡块设置为抑制所述第二部分在与所述第二旋转方向相反的所述第一旋转方向上行进。
4.根据权利要求2所述的操纵杆，其中，设置所述第一挡块(97)，从而当所述第一枢轴接头(9)位于所述静止位置时，所述第一枢轴接头(9)的所述叶片(93、94、95)是弯曲的，并且在所述第一枢轴接头(9)的所述第二部分(92)上施加非零回复扭矩。
5.根据权利要求4所述的操纵杆，其中，所述第一挡块(97)的位置是可调节的，以便实现调节所述非零回复扭矩。
6.根据权利要求1所述的操纵杆，其中，至少一个枢轴接头(9)包括第一对叶片(93、94)和第二对叶片(95、96)，每对叶片均产生围绕所述第一旋转轴线(X)的回复扭矩。
7.根据权利要求6所述的操纵杆，其中，所述第一对叶片(93、94)和所述第二对叶片(95、96)彼此对称设置。
8.根据权利要求1所述的操纵杆，其中，至少一个枢轴接头(9)进一步包括将所述第一部分(91)和所述第二部分(92)连接在一起的弹性元件(98)，以及其中，当所述枢轴接头(9)的所述叶片未弯曲时，所述弹性元件(98)牵引在所述第一部分(91)与所述第二部分(92)之间，从而使所述弹性元件(98)产生趋向于引起所述第二部分(92)相对于所述第一部分(91)旋转的回复力。
9.根据权利要求1所述的操纵杆，其中，所述机械联接总成(4)包括第一串枢轴接头(9、109、209、309)，所述第一串枢轴接头包括所述第一枢轴接头(9)以及与所述第一枢轴接头(9)串联安装的第三枢轴接头(109)，所述第一枢轴接头(9)的所述第一部分(91)或所述第一枢轴接头(9)的所述第二部分(92)与所述第三枢轴接头(109)的第二部分(1092)整体安装或与所述第三枢轴接头(109)的第一部分(1091)分别安装。
10.根据权利要求9所述的操纵杆，其中，所述第一枢轴接头(9)包括第一挡块(97)，所述第一挡块(97)设置为限制所述第一枢轴接头(9)的所述第二部分(92)在所述第一旋转方向上行进；以及所述第三枢轴接头(109)包括第三挡块，所述第三挡块设置为限制所述第三枢轴接头的所述第一部分(1091)在所述第一旋转方向上行进，从而当驱动所述控制杆(3)在所述第一旋转方向上相对于所述框架(2)旋转时，所述第一枢轴接头(9)和所述第三枢轴接头(109)被相继被停止。
11.根据权利要求10所述的操纵杆，其中，所述第一挡块(97)和/或所述第三挡块的位置是可调节的，以便实现对于停止所述第一枢轴接头(97)和/或所述第三枢轴接头(109)的行程的调节。
12.根据权利要求1所述的操纵杆，其中，所述机械联接总成(4)包括安装在其中一个所述叶片上的应变或变形传感器，所述叶片用作所述传感器的测试体。
13.根据权利要求1所述的操纵杆，其中，所述机械联接总成(4)使所述控制杆(3)绕垂直于所述第一旋转轴线(X)的第二旋转轴线(Y)相对于所述框架(2)旋转；以及其中，所述机械联接总成(4)包括第四枢轴接头(11)，所述第四枢轴接头(11)包括第一部分、第二部分和至少两个柔性叶片，所述第二部分安装为能够相对于所述第一部分移动，各个柔性叶片将所述第一部分和所述第二部分连接在一起，并且各个柔性叶片能够弹性地变形，从而使所述第二部分能够绕所述第二旋转轴线相对于所述第一部分旋转，并产生趋向于对抗所述第二部分相对于所述第一部分旋转的回复扭矩。
14.根据权利要求13所述的操纵杆，其中，所述机械联接总成(4)包括第二串枢轴接头(11、111、211、311)，所述第二串枢轴接头包括所述第四枢轴接头(11)以及与所述第四枢轴接头串联安装的第五枢轴接头(111)，所述第四枢轴接头的所述第一部分或所述第四枢轴接头的所述第二部分与所述第五枢轴接头的第二部分整体安装或与所述第五枢轴接头的第一部分分别安装。
CN201380034144.2A 2012-06-07 2013-06-07 用于控制飞机的操纵杆 Active CN104520184B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1255325 2012-06-07
FR1255325A FR2991663B1 (fr) 2012-06-07 2012-06-07 Minimanche de pilotage d'un aeronef
PCT/EP2013/061794 WO2013182680A1 (fr) 2012-06-07 2013-06-07 Minimanche de pilotage d'un aeronef

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104520184A CN104520184A (zh) 2015-04-15
CN104520184B true CN104520184B (zh) 2016-05-04

Family

ID=46785632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380034144.2A Active CN104520184B (zh) 2012-06-07 2013-06-07 用于控制飞机的操纵杆

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9550560B2 (zh)
EP (1) EP2858896B1 (zh)
CN (1) CN104520184B (zh)
BR (1) BR112014030422A2 (zh)
CA (1) CA2875933A1 (zh)
FR (1) FR2991663B1 (zh)
IN (1) IN2014DN10410A (zh)
RU (1) RU2608549C2 (zh)
WO (1) WO2013182680A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104216401B (zh) * 2014-09-19 2017-01-18 中国商用飞机有限责任公司 多自由度侧杆的操纵力及对应位移测试装置
DE102016108472B4 (de) * 2015-05-11 2021-03-04 Grammer Aktiengesellschaft Steuersystem für Fahrzeuge
FR3059297B1 (fr) * 2016-11-30 2018-11-09 Airbus Helicopters Organe de commande, aeronef a voilure tournante et procede
CN108453650B (zh) * 2018-04-12 2024-06-11 中国人民解放军第五七二一工厂 一种飞行器驾驶杆总成调试工装
FR3090574B1 (fr) * 2018-12-21 2021-04-02 Safran Electronics & Defense Dispositif d’application d’effort pour un manche de pilotage d’un aéronef
EP4353583A1 (en) * 2022-10-10 2024-04-17 ZF Friedrichshafen AG Mounting device for a lever configured for controlling a marine vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2308226B3 (zh) * 1975-04-16 1977-07-01 Tech Automatisme
CN1763703A (zh) * 2004-10-20 2006-04-26 松下电器产业株式会社 中立点回复机构及采用其的输入装置
EP2136280A2 (en) * 2008-06-18 2009-12-23 Honeywell International Inc. Rotational joint assembly and method for constructing the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3771037A (en) * 1973-03-15 1973-11-06 Nasa Solid state controller three-axes controller
FR2643502B1 (fr) * 1989-02-20 1996-01-19 Aerospatiale Dispositif de commande a manche basculant, notamment pour aeronef, et systeme comportant un tel dispositif
SE524018C2 (sv) * 2002-10-03 2004-06-15 Parker Hannifin Ab Manöveranordning samt metod för manövrering av ett manöverobjekt
RU2253593C2 (ru) * 2003-06-20 2005-06-10 ФГУП Научно-исследовательский институт авиационного оборудования Устройство ручного управления подвижным объектом
DE102006037727A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-21 Rheinmetall Defence Electronics Gmbh Joystick für ein Frachtladesystem
GB2502038B (en) * 2012-02-14 2015-09-09 Mark Sebastian Bottomley Helical coil spring load sensor
FR2991662B1 (fr) * 2012-06-07 2014-06-13 Sagem Defense Securite Minimanche de pilotage d'un aeronef

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2308226B3 (zh) * 1975-04-16 1977-07-01 Tech Automatisme
CN1763703A (zh) * 2004-10-20 2006-04-26 松下电器产业株式会社 中立点回复机构及采用其的输入装置
EP2136280A2 (en) * 2008-06-18 2009-12-23 Honeywell International Inc. Rotational joint assembly and method for constructing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013182680A1 (fr) 2013-12-12
RU2014150490A (ru) 2016-07-27
RU2608549C2 (ru) 2017-01-19
CA2875933A1 (fr) 2013-12-12
IN2014DN10410A (zh) 2015-08-14
US20150128754A1 (en) 2015-05-14
CN104520184A (zh) 2015-04-15
US9550560B2 (en) 2017-01-24
EP2858896A1 (fr) 2015-04-15
FR2991663B1 (fr) 2014-06-13
EP2858896B1 (fr) 2016-04-27
FR2991663A1 (fr) 2013-12-13
BR112014030422A2 (pt) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104520184B (zh) 用于控制飞机的操纵杆
CN104520183B (zh) 用于控制飞机的操纵杆
CN104965561B (zh) 具有固有的安全力反馈的操纵杆
CN106363662B (zh) 平面挠曲元件和使用它们的致动器
JP5882620B2 (ja) 間接駆動方式の能動的なコントロール・カラム
EP2364822A1 (en) Industrial robot comprising a pendulum stopper on the base
CN105034018A (zh) 一种用于工业机器人精密装配的柔性单元及柔性手腕
US10322515B2 (en) Robot system
KR102080351B1 (ko) 배치 장치의 배치 헤드를 위한 기구학적 유지 시스템
JP2013055327A5 (zh)
US20130256462A1 (en) Unknown
CN108313268B (zh) 一种轻型飞机副翼操纵系统
CN102762450B (zh) 调节装置中用于将可调襟翼连接至主翼的调节机构及调节装置
JPH10508812A (ja) ベアリングレスメインロータのためのピッチ調節アッセンブリ
WO2010097275A1 (de) Mikro-elektro-mechanischer sensor
CN106219965A (zh) 光纤拉丝用搓扭装置
JP2016032933A5 (zh)
CN114509251A (zh) 一种针对飞行器可动翼面的随动加载装置
US8801380B2 (en) Concentric rotor control system
US11104418B2 (en) Force feedback mechanism of an aircraft handling mini-stick and device for handling an aircraft having such a mechanism
EP1550607B1 (en) Mechanism for eliminating limit cycle oscillations on servocontrolled aerodynamic control surfaces
CN105102723A (zh) 打桩引导装置
US20100242654A1 (en) Control Stick Apparatus
JP2017035769A (ja) ４自由度機構
CN102360165B (zh) 用于浸没单元调节的3-psr-v并联机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant