CN104884903A - 用于探测交通工具的控制构件的角程的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于探测交通工具的控制构件的角运动的装置，装置包括布置成通过控制构件绕第一轴线(X₀)旋转地被驱动的至少一个驱动部分(1)以及用于测量驱动部分绕第一轴线的角运动的至少一个传感器(11、12、13)，传感器具有沿基本上平行于第一轴线的方向延伸并通过连接装置连接成随驱动部分转动的枢转输入轴(14、15、16)。根据本发明，连接装置包括铰接到驱动部分的至少一根连杆(17、35)以及至少一个连结件(21、22、23)，连结件在第一端(21a、22a、23a)铰接到第一连杆并具有连接到传感器的输入轴以随其转动的第二端(21b、22b、23b)，使得驱动部分的角运动通过第一连杆作用以驱动传感器的输入轴的对应角运动。

Description

用于探测交通工具的控制构件的角程的装置

本发明涉及一种用于探测诸如飞机风门杆的交通工具控制构件的角运动的装置。

发明背景技术

在航空领域中，风门杆的角运动借助于探测风门杆的角运动的装置来确定，该装置具有布置成通过所述杆旋转地被驱动的驱动部分以及测量驱动部分的角运动的传感器，该传感器围绕驱动部分布置。每个传感器具有固定到其枢转输入轴的正齿轮，其中各个正齿轮与固定到驱动部分的扇形齿轮啮合。

因此，当通过风门杆致使驱动部分转动时，其驱动各个齿轮旋转并因此驱动各个传感器的输入轴旋转，使得每个传感器探测到风门杆的角运动。

然而，这种装置被发现是昂贵的并难以安装。必须确保齿轮与驱动部分正确啮合，并且也必须在驱动部分周围留下大量空间以接纳各个齿轮以及关联传感器。此外，在一个或多个齿轮与驱动部分之间的啮合中有时可能出现松弛，从而歪曲关联传感器的测量。那么，必须将齿隙松紧轮插入问题齿轮与驱动部分之间，从而使探测装置更复杂且更大。

此外，某些应用，尤其在航空中，要求驱动部分的角运动通过大量传感器来确定。那么，由于传感器的尺寸而不可能将所有传感器都布置在驱动部分周围，并且因此不可能使所有相关正齿轮直接与驱动部分啮合。那么，某些传感器必须从驱动部分偏移并且其齿轮必须与布置在所述齿轮与驱动部分之间的中间齿轮啮合。

发现这种装置甚至更复杂和更大。此外，由于大量齿轮，由传感器进行的测量更可能是错误的。

发明目的

本发明的目的是提出一种至少部分地消除上述问题的用于探测交通工具的控制构件的角运动的装置。

发明内容

为了实现该目的，本发明提供了一种用于探测例如飞机风门杆的交通工具的控制构件的角运动的装置，装置包括布置成通过控制构件绕第一轴线被驱动旋转的至少一个驱动部分以及用于测量驱动部分绕第一轴线的角运动至少一个传感器，传感器具有沿基本上平行于第一轴线的方向延伸并通过连接装置连接以随驱动部分转动的枢转输入轴。

根据本发明，连接装置包括铰接到驱动部分的至少第一连杆以及至少一个连结件，该连结件具有铰接到连杆的第一端以及连接到传感器的输入轴以随其转动的第二端，以便驱动部分的角运动通过第一连杆作用以驱动传感器的输入轴的对应角运动。

因此，连接装置需要很少的元件来将驱动部分连接成随传感器的各轴转动。此外，本发明的连接装置使得能够避免使用诸如齿轮的引起松弛的元件。

本发明的装置因此能够非常精确地探测运动构件的角运动，而不是非常复杂的。

此外，驱动部分可具有小尺寸，因为只有连杆必须与其铰接，从而限制了本发明的装置的尺寸。

此外，连接装置使传感器能从驱动部分偏移，因此能够具有连接成随驱动部分转动的大量传感器。

附图说明

根据参照附图给出的本发明的非限制实施例的以下说明可更好地理解本发明，附图中：

图1是本发明的第一实施例中的探测装置的示意立体图；

图2是图1所示的装置的正视图；

图3是本发明的第二实施例中的探测装置的正视图；以及

图4是本发明的第三实施例中的探测装置的正视图。

具体实施方式

本发明的探测装置在该实例中用于测量飞机风门杆的角运动。本申请当然不是限制性的并且本发明可应用于测量诸如例如方向舵脚蹬或者油门踏板或杆的交通工具的任何其它控制构件的角运动。

参照图1至2，并且在第一实施例中，本发明的装置包括布置成通过风门杆(未示出)绕第一旋转轴线X0被驱动转动的驱动部分1。例如，驱动部分1具有被约束成随风门杆转动的柄部2。

在优选实施例中，装置具有用于测量驱动部分1绕第一轴线X0的角运动的第一系列传感器。在本实施例中，第一系列传感器包括第一传感器11、第二传感器12和第三传感器13。第一传感器11具有沿基本上平行于第一轴线X0的方向X1延伸的枢转输入轴14。同样地，第二传感器12具有沿基本上平行于第一轴线X0的方向X2延伸的枢转输入轴15，而第三传感器13具有沿基本上平行于第一轴线X0的方向X3延伸的枢转输入轴16。在本实例中，三个传感器都是感应式角位移型传感器，诸如旋转可变差动换能器(RVDT)型的传感器。

装置还具有连接每个传感器11、12和13以随驱动部分1一起转动的连接装置。

在本发明中，连接装置包括在第一端17a铰接到驱动部分1的第一连杆17。

在本实例中，连接装置还包括第一系列连结件，该第一系列连结件包括与第一传感器11相关联的第一连结件21、与第二传感器12相关联的第二连结件22以及与第三传感器13相关联的第三连结件23。在本实例中，所有三个连结件都基本上彼此平行并且它们基本上都具有相同第一长度。

第一连结杆21具有铰接到第一连杆17的第一端21a以及连接到第一传感器11的输入轴14以随其转动的第二端21b。如图2可更清楚看到的，驱动部分1、第一连杆17以及第一连结件21因此以这样的方式机械地联接，使得第一连杆17、第一连结件21以及在驱动部分1绕第一轴线X0的旋转中心A与在第一连杆17的第一端17a和驱动部分之间的铰接中心B之间延伸的节段25一起形成可变形的平行四边形。

因此，第一连结件21以这样的方式与第一传感器11相关联使得驱动部分1的角运动通过第一连杆17作用以驱动第一传感器11的输入轴14的对应角运动。术语“对应运动”在本实例中用于指对传感器的轴线来说相同的运动。

传感器覆盖的角度范围因此与驱动部分1的角度范围相同。

由于驱动部分1被约束成随风门杆转动，所以第一传感器11的输入轴14的角运动因此使得能确定风门杆的角运动。

以相同的方式，第一连结件22具有铰接到第一连杆17的第一端22a以及被约束成随第二传感器12的输入轴15转动的第二端22b以便驱动部分1、第一连杆17、第二连结件22机械地联接在一起，使得第一连杆17、第二连结件22和节段25一起形成可变形的平行四边形。此外，第三连结件23具有铰接到第一连杆17的第一端23a以及被约束成随第三传感器13的输入轴16转动的第二端23b以便驱动部分1、第一连杆17、第三连结件23机械地联接在一起，使得第一连杆17、第三连结件23和节段25一起形成可变形的平行四边形。

由于三个连结件21、22和23基本上彼此平行并具有相同第一长度，所以三个传感器11、12和13因此相对于驱动部分1对齐，即每个连结件的第二端与关联传感器的轴线之间的连接的中心都与旋转中心A对齐。

因此，驱动部分1的角运动通过第一连接杆17作用以驱动三个传感器11、12和13的三根输入轴14、15和16中的每根轴的对应角运动，所有角运动都适于确定驱动部分1的所述角运动以及因此确定风门杆的角运动。

因此，本发明的装置用于将旋转的驱动部分1与整排传感器同时连接，因此能限制可能存在于连接装置之间的任何松弛并且由此改进由各个传感器进行的测量。此外，装置不是非常复杂的，其中，连接装置非常简单地连接到驱动部分和各个传感器。

优选地，第一连杆17在第一连杆17的第二端17b铰接到第三连结件23，第三连结件23是离驱动部分1最远的连结件。因此，第一连接杆17具有调节成匹配可设想到的传感器的输入轴的数量的长度。

在本具体实施例中，驱动部分1是平坦的并且具有占据其至少部分厚度的扇形齿轮30。那么，装置具有用于测量驱动部分1绕第一轴线X0的角运动的第四测量传感器31，该传感器具有沿基本上平行于第一轴线X0的方向X4延伸的枢转输入轴32。在本实例中，连接装置包括正齿轮33，该正齿轮33被约束成随第四传感器31的输入轴32转动并机械地联接到扇形齿轮30以提供驱动部分1与第四传感器31的输入轴之间的旋转连接。

因此，在风门杆的角运动过程中，驱动部分1与齿轮33啮合并且因此与第四传感器31的输入轴32啮合，由此使所述传感器能确定所述角运动。

借助第一连杆17，能使其中一些传感器远离驱动部分1偏移并因此将其它传感器布置在驱动部分1周围来与驱动部分直接配合。本发明的装置的体积因此减小。

在本实例中，并且有利地，连接装置包括基本上平行于第一连杆17延伸的第二连杆35。在本实例中，第二连杆35在第一端铰接到驱动部分1。此外，第二连杆35铰接到每个连结件的每个第一端。因此，驱动部分1、第二连杆35以及每个连结件21、22和23以这样的方式机械地联接在一起使得第二连杆35、每个连结件21以及在旋转中心A与在第二连杆35的第一端和驱动部分1之间的铰接中心之间延伸的节段一起形成可变形的平行四边形。在这种情况下，驱动部分1的角运动通过第一连杆17并且也通过第二连杆35作用以驱动各传感器的输入轴的对应角运动。

如果连杆17或35之一断裂或损坏使得其可能不再驱动连结件的转动运动，则另一连杆可自行执行该驱动。本发明的连接装置因此是非常可靠的。

优选地，第一连杆17和第二连杆35在驱动部分和每个连结件的两侧上延伸。因此，每个连结件21、22和23在其表面之一上铰接到第一连杆17而在其另一表面上铰接到第二连杆35，使得每个连结件21、22和23位于两根连杆17和35之间。驱动部分1的一小部分和连结件的第一端因此接纳在面向彼此延伸的两根连杆17和35之间。

两根连杆17和35的布置因此使得能具有可靠且体积不很大的装置。

第二连杆35优选地在第二连杆35的第二端铰接到第三连结件23。因此，第二连杆35具有匹配所要配合的传感器轴的数量的长度。

以下参照图3描述本发明的第二实施例。与第一实施例共同的元件保持相同附图标记加上一百。

在该第二实施例中，除了如第一实施例所布置的第一系列传感器外，本发明的装置还包括用于测量驱动部分101绕第一轴线X0的角运动的第二系列传感器。在本实例中，第二系列传感器包括第一传感器141、第二传感器142和第三传感器143。第二系列的三个传感器141、142、143都具有沿基本上平行于第一轴线X0的方向延伸的相应枢转输入轴。

装置还具有将第二系列的每个传感器连接到驱动部分101的连接装置。连接装置因此包括具有铰接到驱动部分101的第一端的第二连杆150。在本实例中，连接装置还包括第二系列连结件，该第二系列连结件包括与第二系列的第一传感器141相关联的第一连结件151、与第二系列的第二传感器142相关联的第二连结件152以及与第二系列的第三传感器143相关联的第三连结件153。第二系列的连结件151、152、153基本上彼此平行并且它们都具有基本上相同的第二长度。

第二系列的每个连结件151、152、153与第二系列的传感器141、142、143中的相应一个相关联，以便具有铰接到第二连杆150的第一端以及被约束成随关联传感器的输入轴旋转的第二端。第二系列的每个连结件151、152、153因此与第二系列的传感器141、142、143中的相应一个相关联，使得驱动部分101的角运动通过第二连杆150作用以驱动关联传感器的输入轴的对应角运动。

在这种情况下，驱动部分101的角运动通过第一连杆117作用以驱动第一系列的传感器111、112、113的输入轴的对应角运动，并且同时通过第二连杆150作用以驱动第二系列的传感器141、142、143的输入轴的对应角运动。

因此能驱动相对于驱动部分101对齐的第一系列的各个传感器111、112、113以及相对于驱动部分101对齐而没有与第一系列的传感器111、112、113对齐的第二系列的各个传感器141、142、143。通过这种布置，本发明的装置使得能将大量用于测量驱动部分101的角运动的传感器的输入轴旋转地连接在一起，而保持小的体积并同时确保所述角运动被正确地测量。此外，能避免使所有传感器都对齐，由此简化本发明的装置。

在优选实施例中，驱动部分101具有平面形状的第一元件103以及平面形状的第二元件104，第一元件103通过轴105固定到第二元件104，轴105在两个元件103和104之间延伸，形成间隔件。轴105被约束成随风门控制杆转动，使得风门杆的角运动驱动两个元件103和104的对应运动。在本实例中的第一连杆107在其第一端铰接到第一元件103，而在本实例中的第二连杆150在其第一端铰接到第二元件104。假设两个元件104和105由轴105间隔开，两根连杆117、150的第一端因此通过驱动部分101被驱动成转动而没有彼此接触的任何风险，因为它们并不在同一平面上延伸。

以下参照图4描述本发明的第三实施例。与第一实施例共同的元件保持相同附图标记加上二百。

在该第三实施例中，本发明的装置具有用于测量驱动部分201绕第一轴线X0的角运动的第一系列传感器。在本实例中，第一系列传感器包括第一传感器261和第二传感器262。装置还具有用于测量驱动部分201绕第一轴线X0的角运动的第二系列传感器。在本实施例中，第二系列传感器包括第一传感器271和第二传感器272。第一系列的两个传感器261、262以及第二系列的两个传感器271、272具有沿基本上平行于第一轴线X0的方向延伸的相应枢转输入轴。

装置还具有连接第一系列的每个传感器261、262以及第二系列的每个传感器271、272以随驱动部分201转动的连接装置。

连接装置因此包括第一系列连结件281、282，所述连结件基本上彼此平行并都具有基本上相同的第一长度。第一系列的每个连结件281、282以这样的方式与第一系列传感器261、262的相应一个相关联，即在第一端铰接到第一连杆217并且具有被约束成随关联传感器的输入轴转动的第二端。第一系列的每个连结件281、282因此与第一系列的传感器261、262相关联，使得驱动部分201的角运动通过第一连杆217作用以驱动相关联传感器的输入轴的对应角运动。

连接装置还包括第二系列连结件291、292，第二系列的连结件291、292基本上都平行于第一系列的连结件281、282并具有基本上相同的第二长度，第二长度与第一长度不同。第二系列的每个连结件291、292与第二系列的传感器271、272的相应一个相关联，以便在第一端铰接到第一连杆217并且具有被约束成随相关联传感器的输入轴转动转动的第二端。以与用于第一系列相同的方式，第二系列中的每个连结件291、292因此与第二系列的相应传感器271、272相关联，使得驱动部分201的角运动通过第一连杆217作用以驱动相关联传感器的输入轴的对应角运动。

因此，同一连杆用于将旋转的驱动部分与相互对齐的第一系列传感器的各传感器连接并且与相互对齐但不与第一系列的传感器对齐的第二系列传感器的各传感器连接。

通过这种布置，本发明的装置能将大量用于测量驱动部分201的角运动的传感器输入轴旋转地连接在一起，而保持小的体积并同时确保所述驱动部分的角运动被正确地测量。此外，没有必要使所有传感器都对齐，由此简化本发明的装置。

当然，本发明不限于所述实施例并且能将实施例变型应用到其上而不超出如权利要求书所限定的本发明范围。

具体地说，虽然本说明书涉及三个不同实施例，但三个实施例可混合。

本发明的装置可因此省略具有通过正齿轮啮合的传感器，以便仅具有通过连杆和连结系统配合的传感器。

装置可具有不同于所述的数量的某个数量的传感器。

所诉传感器可具有不同于所述类型的类型。例如，传感器可以是电容式角传感器或甚至光学编码器…。

虽然在图4所示的第三实施例中，第二系列传感器跟随在第一系列传感器之后，但第一系列和第二系列的传感器可不同地布置。例如，第一系列的传感器可与第二系列的传感器交替布置。在该第三实施例的变型中，第一系列的和第二系列的连结件可都具有相同尺寸，并且连杆可根据是驱动第一系列的连结件的还是第二系列的连结件的转动运动而具有两个不同宽度。

Claims (7)

1.一种用于探测交通工具的控制构件、例如飞机风门杆的角运动的装置，所述装置包括布置成通过所述控制构件绕第一轴线(X₀)被驱动旋转的至少一个驱动部分(1；101；201)以及用于测量所述驱动部分绕所述第一轴线的角运动的至少一个传感器(11、12、13；121,122,123；141、142、143；261、262、271、272)，所述传感器具有沿基本上平行于所述第一轴线的方向延伸并通过连接装置连接成随所述驱动部分转动的枢转输入轴(14、15、16)，其特征在于：所述连接装置包括铰接到所述驱动部分的至少第一连杆(17、35；117、150；217)以及至少一个连结件(21、22、23；121、122、123；151、152、153；281、282、291、292)，所述连结件具有铰接到所述第一连杆的第一端(21a、22a、23a)并具有连接到所述传感器的所述输入轴以随所述输入轴转动的第二端(21b、22b、23b)，使得所述驱动部分的角运动通过所述第一连杆作用以驱动所述传感器的所述输入轴的对应角运动。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：具有用于测量所述驱动部分绕所述第一轴线的角运动的第一系列传感器(11、12、13；121,122,123；261；262)，每个传感器具有沿基本上平行于所述第一轴线的方向延伸并通过所述连接装置连接成随所述驱动部分(1；101；201)转动的枢转输入轴，所述连接装置包括第一系列连结件(21、22、23；121、122、123；281、282)，每个连结件与所述传感器之一相关联，从而具有铰接到所述第一连杆(17、35；117；217)的第一端以及连接到所述关联传感器的所述输入轴以随所述输入轴转动的第二端，使得所述驱动部分的角运动驱动所述关联传感器的所述输入轴的对应角运动，所述连结件基本上彼此平行并都基本上是相同第一长度。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：还包括用于测量所述驱动部分绕所述第一轴线的角运动的第二系列传感器(271、272)，所述第二系列的每个传感器具有沿基本上平行于所述第一轴线的方向延伸并通过所述连接装置连接成随所述驱动部分(201)转动的枢转输入轴，所述连接装置具有第二系列连结件(291、292)，所述第二系列的每个连结件与所述第二系列的所述传感器的相应一个相关联，从而具有铰接到所述第一连杆(217)的第一端以及连接到所述关联传感器的所述输入轴以随所述输入轴转动的第二端，使得所述驱动部分的角运动驱动所述关联传感器的所述输入轴的对应角运动，所述第二系列的所述连结件都基本上平行于所述第一系列的所述连结件(281、182)并都基本上是相同第二长度，所述第二长度与所述第一长度不同。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括用于测量所述驱动部分绕所述第一轴线的角运动的第二传感器(141、142、143)，所述第二传感器具有沿基本上平行于所述第一轴线的方向延伸并通过所述连接装置连接成随所述驱动部分(101)转动的枢转输入轴，所述连接装置包括铰接到所述驱动部分的第二连杆(150)和第二连结件(151、152、153)，所述第二连结件与所述第二传感器相关联以便具有铰接到所述第二连杆的第一端以及连接到所述第二传感器的所述输入轴以随所述输入轴转动的第二端，使得所述驱动部分的角运动通过所述第二连杆作用以驱动所述第二传感器的所述输入轴的对应角运动。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述连接装置包括第二连杆(35)，所述第二连杆基本上平行于所述第一连杆(17)延伸并铰接到所述驱动部分(1)和所述连结件(21、22、23)，使得所述驱动部分的角运动通过所述第一连杆和所述第二连杆作用以驱动所述传感器的所述输入轴的对应角运动。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述第一连杆(17)和所述第二连杆(35)在所述驱动部分(1)和所述连结件(21、22、23)的两侧上延伸。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传感器(11、12、13；121,122,123；261；262、271、272)是感应式角传感器类型的传感器。