CN105292500A - 一种基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，侧杆手柄通过一个横向旋转转轴安装于纵向摇臂上，纵向摇臂通过一个纵向旋转转轴安装于侧杆操纵装置盒体上，形成一个万向接头式结构。纵向摇臂上连接有纵向载荷机构、纵向阻尼器拉杆及纵向杆位移传感器，其中纵向阻尼器拉杆又与纵向涡电流阻尼器连接。侧杆手柄根部另连接有横向输出拉杆，横向输出拉杆连接横向摇臂，横向摇臂上连接有横向载荷机构、横向阻尼器拉杆及横向杆位移传感器，其中横向阻尼器拉杆又与横向涡电流阻尼器连接。本发明通过合理的元件布置方式尽量压缩体积，使得侧杆操纵装置结构紧凑，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，属于飞机飞行控制系统技术领域。
背景技术
侧杆操纵装置是侧杆飞机操纵系统的基本构件，是飞行员对飞机滚转及俯仰操纵指令的输出载体，是飞机重要的主操纵系统之一。由于侧杆装置安装于飞机座舱一侧，与飞机操纵台共用安装空间，这要求侧杆装置必须体积紧凑，便于安装。侧杆相对于中央杆行程小，需要较为精确的操纵，加之飞机飞行过程中驾驶员需长期保持握杆状态，这对侧杆操纵装置的人机工效水平提出了较高要求。
目前国内对于侧杆操纵的研究尚处于起步阶段，已有的侧杆操纵装置型号在体积或人机工效上都仍有改进空间。
发明内容
本发明提供的侧杆操纵装置，除侧杆手柄外，侧杆操纵装置所有元器件均集成化设计于一个外形规则的盒体中，且通过合理的元件布置方式尽量压缩体积，使得侧杆操纵装置结构紧凑，安装方便，维护性相较于分立元器件式杆操纵装置有较大提高。
本发明采用下述技术方案来实现。一种基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，包括侧杆手柄、纵向摇臂、横向涡电流阻尼器、纵向载荷机构、纵向阻尼器拉杆、纵向杆位移传感器、横向摇臂、纵向涡电流阻尼器、横向阻尼器拉杆、横向输出拉杆、横向载荷机构、横向杆位移传感器，侧杆手柄通过一个横向旋转转轴安装于纵向摇臂上，纵向摇臂通过一个纵向旋转转轴安装于侧杆操纵装置盒体上，形成一个万向接头式结构。纵向摇臂上连接有纵向载荷机构、纵向阻尼器拉杆及纵向杆位移传感器，其中纵向阻尼器拉杆又与纵向涡电流阻尼器连接。侧杆手柄根部另连接有横向输出拉杆，横向输出拉杆连接横向摇臂，横向摇臂上连接有横向载荷机构、横向阻尼器拉杆及横向杆位移传感器，其中横向阻尼器拉杆又与横向涡电流阻尼器连接。
人机工效设计如下，侧杆手柄纵向操纵运动方向与机身纵轴线成8~12度角，横向操纵运动方向与纵向纵运动方向垂直，以与驾驶员右手自然运动方向相适应；侧杆手柄在中立位置下，向前倾斜30~40度，向左倾斜12~18度；侧杆手柄握点后方230~260mm、下方40~60mm处设置有肘托支撑面。
本发明提供的侧杆操纵装置，根据侧杆手柄握点与驾驶员座椅的相对位置，合理设计侧杆手柄的纵向操纵运动方向和横向操纵运动方向，使其与驾驶员自然推拉及左右压杆用力方向相符。根据自然状态下驾驶员手部姿态，合理设计侧杆手柄的杆体形状及杆体角度，使手柄握持舒适，便于用力。侧杆装置还配备有肘托为驾驶员对侧杆手柄施加操纵力时提供支撑，便于实现精确操控。肘托装置可上下前后调节，以满足不同体型飞行员需求。
附图说明
图1是侧杆操纵装置外形图。
图2是侧杆操纵装置结构示意图。
图3是侧杆操纵装置手柄转轴偏置图。
图4侧杆操纵装置手柄杆体偏置图。
图5侧杆操纵装置与肘托配套图。
图中：1.侧杆手柄2.纵向摇臂3.横向涡电流阻尼器4.纵向载荷机构5.纵向阻尼器拉杆6.纵向杆位移传感器7.横向摇臂8.纵向涡电流阻尼器9.横向阻尼器拉杆10.横向输出拉杆11.横向载荷机构12.横向杆位移传感器。
具体实施方式
一种基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其外形如图1所示，内部结构如图2所示。侧杆手柄（1）通过一个横向旋转转轴安装于纵向摇臂（2）上，纵向摇臂（2）通过一个纵向旋转转轴安装于侧杆操纵装置盒体上，形成一个万向接头式结构。纵向摇臂（2）上连接有纵向载荷机构（4）、纵向阻尼器拉杆（5）及纵向杆位移传感器（6），其中纵向阻尼器拉杆（5）又与纵向涡电流阻尼器（8）连接。侧杆手柄根部另连接有横向输出拉杆（10），横向输出拉杆（10）连接横向摇臂（7），横向摇臂（7）上连接有横向载荷机构（11）、横向阻尼器拉杆（9）及横向杆位移传感器（12），其中横向阻尼器拉杆（9）又与横向涡电流阻尼器（3）连接。
人机工效设计如图3、图4、图5所示。侧杆手柄（1）纵向操纵运动方向与机身纵轴线成10度角（前推方向偏机身外侧），横向操纵运动方向与纵向纵运动方向垂直，以与驾驶员右手自然运动方向相适应。侧杆手柄（1）在中立位置下，向前倾斜35度，向左倾斜15度，以保证舒适的握持姿势。侧杆手柄（1）握点后方245mm、下方50mm处设置有肘托支撑面。肘托具有前后各25mm、上下各30mm的调节行程，以满足不同飞行员需求。
上述为最佳方案，作为次佳技术方案，侧杆手柄（1）纵向操纵运动方向与机身纵轴线成8~12度角；侧杆手柄（1）在中立位置下，向前倾斜30~40度，向左倾斜12~18度；侧杆手柄握点后方230~260mm、下方40~60mm处设置有肘托支撑面。
Claims (9)
1.一种基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，包括侧杆手柄（1）、纵向摇臂（2）、横向涡电流阻尼器（3）、纵向载荷机构（4）、纵向阻尼器拉杆（5）、纵向杆位移传感器（6）、横向摇臂（7）、纵向涡电流阻尼器（8）、横向阻尼器拉杆（9）、横向输出拉杆（10）、横向载荷机构（11）、横向杆位移传感器（12），其特征在于：侧杆手柄（1）通过一个横向旋转转轴安装于纵向摇臂（2）上，纵向摇臂（2）通过一个纵向旋转转轴安装于侧杆操纵装置盒体上，形成一个万向接头式结构。
2.纵向摇臂（2）上连接有纵向载荷机构（4）、纵向阻尼器拉杆（5）及纵向杆位移传感器（6），其中纵向阻尼器拉杆（5）又与纵向涡电流阻尼器（8）连接。
3.侧杆手柄根部另连接有横向输出拉杆（10），横向输出拉杆（10）连接横向摇臂（7），横向摇臂（7）上连接有横向载荷机构（11）、横向阻尼器拉杆（9）及横向杆位移传感器（12），其中横向阻尼器拉杆（9）又与横向涡电流阻尼器（3）连接。
4.根据权利要求1所述基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其特征在于：侧杆手柄（1）纵向操纵运动方向与机身纵轴线成8~12度角，横向操纵运动方向与纵向纵运动方向垂直。
5.根据权利要求1或2所述基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其特征在于：侧杆手柄（1）在中立位置下，向前倾斜30~40度，向左倾斜12~18度。
6.根据权利要求1或2所述基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其特征在于：侧杆手柄握点后下方处设置有肘托支撑面。
7.根据权利要求4所述基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其特征在于：侧杆手柄握点后方230~260mm、下方40~60mm处设置有肘托支撑面。
8.根据权利要求1所述基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其特征在于：配备一个肘托。
9.根据权利要求6所述基于人机工效的紧凑型侧杆操纵装置，其特征在于：肘托可前后、上下的调节行程。
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