CN104658370B - 一种飞行员个人辅助系统中的集成式手操纵装置 - Google Patents

一种飞行员个人辅助系统中的集成式手操纵装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于航空技术领域，涉及一种飞行员个人辅助系统中的集成式手操纵装置。所述操纵装置包括驾驶杆手柄(1)、驾驶杆手柄外套(2)、设备支架(3)、横、纵向运动分离机构(4)、纵向向手操纵运动机构(5)、纵向弹簧载荷机构(6)、横向弹簧载荷机构(7)、横向手操纵运动机构(8)；其中，驾驶杆手柄(1)安装在横、纵向运动分离机构(4)中的连接件(9)上，连接件(9)的另一端与驾驶杆摇臂(10)相连，驾驶杆摇臂(10)的一个支臂上安装有万向接头(11)，万向接头(11)与纵向手操纵运动机构(5)中的纵向连杆(18)相连。本发明在不缩减运动行程、不影响任务功能的前提下，对手操纵人感装置实现了集成化、小型化与简易化，降低了设备制造成本与安装难度。

Description

一种飞行员个人辅助系统中的集成式手操纵装置
技术领域
本发明属于航空技术领域，涉及一种飞行员个人辅助系统中的集成式手操纵装置。
背景技术
飞行员个人辅助设备是一种低成本、基于单台计算机平台的多人、网络化训练设备，其主要功能是：根据航空兵训练和作战需求，完成飞行员武器系统和机载设备操作程序训练、战前任务预演训练、战场环境熟悉训练、战术对抗训练、战法演练等任务，增强飞行员战斗意识、自信心和对各种威胁的应对能力，提高航空兵部队在现代战争条件下的空空、空面作战能力。舰载飞机飞行员个人辅助设备用于舰载飞机上舰后在舰载环境下形成飞行员单机及多机联网虚拟训练环境，满足舰载机飞行员基本操作程序训练、武器使用程序训练、特情处置训练、编队和对抗训练等基本训练需求，也适用于其他舰载飞机空勤人员的改装训练、技术恢复训练及技术保持训练，可在飞机全寿命周期内使用。
飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置主要为了满足舰载机飞行员个人辅助训练时对飞机操纵的手操纵人感需求，主要实现了横向、纵向实现带力感位移，除配平功能采用数字配平外所有开关、按钮、扳机等功能与机上一致。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置。
本发明的技术方案是：一种飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置，其特征为：所述操纵装置包括驾驶杆手柄1，驾驶杆手柄外套2，设备支架3，横、纵向运动分离机构4，纵向向手操纵运动机构5，纵向弹簧载荷机构6，横向弹簧载荷机构7，横向手操纵运动机构8；其中，驾驶杆手柄1安装在横、纵向运动分离机构4中的连接件9上，连接件9的另一端与驾驶杆摇臂10相连，驾驶杆摇臂10的一个支臂上安装有万向接头11，万向接头11与纵向手操纵运动机构5中的纵向连杆18相连；驾驶杆摇臂10的另一个支臂与轴型万向接头14的纵向转动轴的两端连接，轴型万向接头14的横向转动轴一端连接在轴承座12上，轴承座12由两个固定支座13通过螺栓连接在设备支架3中的顶部安装板17上；轴型万向接头14的横向转动轴另一端安装在轴支座16上，轴支座16通过螺栓固定在顶部安装板17上，轴型万向接头14上安装有横向摇臂15，与横向手操纵运动机构8中的横向连杆25相连，在纵向向手操纵运动机构5中，纵向连杆18一端与驾驶杆摇臂10连接，另一端与纵向力臂调节摇臂19连接，纵向力臂调节摇臂19的另一支臂与纵向弹簧载荷机构6的活动端连接，纵向弹簧载荷机构6的固定端通过纵向载荷支座20固定在设备支架3的底部安装板上，纵向力臂调节摇臂19的转轴安装在纵向安装座20上，纵向安装座20利用螺栓固定在设备支架3上，扇形齿轮副22的一个齿轮安装在纵向力臂调节摇臂19的转轴上与其随动，另一个齿轮安装在纵向角位移传感器21上，在横向向手操纵运动机构8中，横向连杆25一端与横向摇臂15连接，另一端与横向力臂调节摇臂27连接，横向力臂调节摇臂27的另一支臂与横向弹簧载荷机构7的活动端连接；横向弹簧载荷机构7的固定端通过横向载荷支座30固定在设备支架3的底部安装板上，横向力臂调节摇臂27的转轴安装在横向安装座26上，横向安装座26利用螺栓固定在设备支架3上，横向扇形齿轮副28的一个齿轮安装在横向力臂调节摇臂27的转轴上与其随动，另一个齿轮安装在横向角位移传感器29上。
本发明的有益效果是：在不缩减运动行程、不影响任务功能的前提下，对手操纵人感装置实现了集成化、小型化与简易化，降低了设备制造成本与安装难度。
附图说明
图1是本发明飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置的基本组成图。
图2是本发明飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置的横、纵向运动分离机构组成图。
图3是本发明飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置的纵向手操纵运动机构组成图。
图4是本发明飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置的弹簧载荷机构组成图。
其中，1-驾驶杆手柄、2-驾驶杆手柄外套、3-设备支架、4-横、纵向运动分离机构、5-纵向向手操纵运动机构、6-纵向弹簧载荷机构、7-横向弹簧载荷机构、8-横向手操纵运动机构、9-连接件、10-驾驶杆摇臂、11-万向接头、12-轴承座、13-固定支座、14-轴型万向接头、15-横向摇臂、16-轴支座、17-顶部安装板、18-纵向连杆、19-纵向力臂调节摇臂、20-纵向安装座、21-纵向角位移传感器、22-纵向扇形齿轮副、23-纵向限位调节螺母、24-纵向载荷支座、25-连杆、26-横向安装座、27-横向力臂调节摇臂、28-扇形齿轮副、29-横向角位移传感器、30-横向载荷支座、31-横向限位调节螺母。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
参见图1，一种飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置，包括驾驶杆手柄1、驾驶杆手柄外套2、设备支架3、横、纵向运动分离机构4、纵向向手操纵运动机构5、纵向弹簧载荷机构6、横向弹簧载荷机构7、横向手操纵运动机构8。
参见图2、图3、图4，驾驶杆手柄1安装在横、纵向运动分离机构4中的连接件9上，连接件9的另一端与驾驶杆摇臂10相连，驾驶杆摇臂10的一个支臂上安装有万向接头11，万向接头11与纵向手操纵运动机构5中的纵向连杆18相连；驾驶杆摇臂10的另一个支臂与轴型万向接头14的纵向转动轴的两端连接。轴型万向接头14的横向转动轴一端连接在轴承座12上，轴承座12由两个固定支座13通过螺栓连接在设备支架3中的顶部安装板17上；轴型万向接头14的横向转动轴另一端安装在轴支座16上，轴支座16通过螺栓固定在顶部安装板17上。轴型万向接头14上安装有横向摇臂15，与横向手操纵运动机构8中的横向连杆25相连。通过此种机构，在驾驶杆摇臂10围绕纵向转动轴转动时，万向接头11通过纵向连杆18将纵向运动传递给纵向手操纵运动机构5，并且不会带动横向手操纵运动机构8的运动；同理，在驾驶杆摇臂10围绕横向转动轴转动时也不会带动纵向手操纵运动机构5的运动，实现了横、纵向运动的分离。
参见图3，在纵向向手操纵运动机构5中，纵向连杆18一端与驾驶杆摇臂10连接，另一端与纵向力臂调节摇臂19连接。纵向力臂调节摇臂19有调节纵向力臂的功能，它的另一支臂与纵向弹簧载荷机构6的活动端连接。纵向弹簧载荷机构6的固定端通过纵向载荷支座20固定在设备支架3的底部安装板上，其作用是利用其内部的弹簧拉伸运动为纵向手操纵提供力的感觉。纵向力臂调节摇臂19的转轴安装在纵向安装座20上，纵向安装座20利用螺栓固定在设备支架3上。纵向扇形齿轮副22的一个齿轮安装在纵向力臂调节摇臂19的转轴上与其随动，另一个齿轮安装在纵向角位移传感器21上。通过纵向扇形齿轮副22，纵向角位移传感器21实现对纵向手操纵运动信号的采集。两个纵向限位调节螺母23能够实现对纵向手操纵行程范围的调节。
参见图4，在横向向手操纵运动机构8中，横向连杆25一端与横向摇臂15连接，另一端与横向力臂调节摇臂27连接。横向力臂调节摇臂27有调节横向力臂的功能，它的另一支臂与横向弹簧载荷机构7的活动端连接。横向弹簧载荷机构7的固定端通过横向载荷支座30固定在设备支架3的底部安装板上，其作用是利用其内部的弹簧拉伸运动为横向手操纵提供力的感觉。横向力臂调节摇臂27的转轴安装在横向安装座26上，横向安装座26利用螺栓固定在设备支架3上。横向扇形齿轮副28的一个齿轮安装在横向力臂调节摇臂27的转轴上与其随动，另一个齿轮安装在横向角位移传感器29上。通过横向扇形齿轮副28，横向角位移传感器29实现对纵向手操纵运动信号的采集。两个横向限位调节螺母31能够实现对横向手操纵行程范围的调节。
飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置的工作过程为：
驾驶杆手柄1接收到飞行员纵向操纵指令(前推、后拉驾驶杆手柄1)后，驾驶杆纵向运动通过连接件9传递给驾驶杆摇臂10，驾驶杆摇臂10围绕纵向转动轴运动，而横向转动轴不会参与运动，达到横、纵向运动分离的效果。安装在驾驶杆摇臂10上的万向接头11与拉杆18相连，将纵向运动传递给纵向力臂调节摇臂19，纵向力臂调节摇臂19的另一端与纵向弹簧载荷机构6铰接，为纵向运动提供弹簧力感，同时，纵向角位移传感器21通过纵向扇形齿轮副22在纵向力臂调节摇臂19上采集纵向位移信号，将运动位移信号转换为电信号输出使用。其中，纵向力臂调节摇臂19具有调节力感力臂的作用，纵向扇形齿轮副22具有调节采集信号运动范围的作用。纵向操纵机构的运动范围可由两个纵向限位调节螺母23调节。
驾驶杆手柄1接收到飞行员横向操纵指令(左右压驾驶杆手柄1)后，驾驶杆横向运动通过连接件9传递给驾驶杆摇臂10，驾驶杆摇臂10围绕横向转动轴运动，而纵向转动轴的轻微跳动在万向接头11处被抵消，整个纵向操纵机构不会参与运动，达到横、纵向运动分离的效果。安装在轴型万向接头14上的横向摇臂15与拉杆25相连，将横向运动传递给横向力臂调节摇臂27，横向力臂调节摇臂27的另一端与横向弹簧载荷机构7铰接，为横向运动提供弹簧力感，同时，横向角位移传感器29通过横向扇形齿轮副28在横向力臂调节摇臂27上采集横向位移信号，将运动位移信号转换为电信号输出使用。其中，横向力臂调节摇臂27具有调节力感力臂的作用，横向扇形齿轮副28具有调节采集信号运动范围的作用。横向操纵机构的运动范围可由两个横向限位调节螺母31调节。

Claims (1)

1.一种飞行员个人辅助设备中的集成式手操纵装置，其特征为：所述操纵装置包括驾驶杆手柄(1)，驾驶杆手柄外套(2)，设备支架(3)，横、纵向运动分离机构(4)，纵向手操纵运动机构(5)，纵向弹簧载荷机构(6)，横向弹簧载荷机构(7)，横向手操纵运动机构(8)；其中，驾驶杆手柄(1)安装在横、纵向运动分离机构(4)中的连接件(9)一端上，连接件(9)的另一端与驾驶杆摇臂(10)相连，驾驶杆摇臂(10)的一个支臂上安装有万向接头(11)，万向接头(11)与纵向手操纵运动机构(5)中的纵向连杆(18)相连；驾驶杆摇臂(10)的另一个支臂与轴型万向接头(14)的纵向转动轴的两端连接，轴型万向接头(14)的横向转动轴一端连接在轴承座(12)上，轴承座(12)由两个固定支座(13)通过螺栓连接在设备支架(3)中的顶部安装板(17)上；轴型万向接头(14)的横向转动轴另一端安装在轴支座(16)上，轴支座(16)通过螺栓固定在顶部安装板(17)上，轴型万向接头(14)上安装有横向摇臂(15)，与横向手操纵运动机构(8)中的横向连杆(25)相连，在纵向手操纵运动机构(5)中，纵向连杆(18)一端与驾驶杆摇臂(10)连接，另一端与纵向力臂调节摇臂(19)的一支臂连接，纵向力臂调节摇臂(19)的另一支臂与纵向弹簧载荷机构(6)的活动端连接，纵向弹簧载荷机构(6)的固定端通过纵向载荷支座(20)固定在设备支架(3)的底部安装板上，纵向力臂调节摇臂(19)的转轴安装在纵向安装座(20)上，纵向安装座(20)利用螺栓固定在设备支架(3)上，扇形齿轮副(22)的一个齿轮安装在纵向力臂调节摇臂(19)的转轴上与其随动，另一个齿轮安装在纵向角位移传感器(21)上，在横向手操纵运动机构(8)中，横向连杆(25)一端与横向摇臂(15)连接，另一端与横向力臂调节摇臂(27)的一支臂连接，横向力臂调节摇臂(27)的另一支臂与横向弹簧载荷机构(7)的活动端连接；横向弹簧载荷机构(7)的固定端通过横向载荷支座(30)固定在设备支架(3)的底部安装板上，横向力臂调节摇臂(27)的转轴安装在横向安装座(26)上，横向安装座(26)利用螺栓固定在设备支架(3)上，横向扇形齿轮副(28)的一个齿轮安装在横向力臂调节摇臂(27)的转轴上与其随动，另一个齿轮安装在横向角位移传感器(29)上。
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