CN106741870A - 一种座舱操纵系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种座舱操纵系统及方法，属于直升机技术领域。包括：防尘装置、平衡装置、摩擦装置、操纵阻尼器、并联舵机、支座组件、操纵杆、动作指令传递装置、指令传感器及飞控计算机；动作指令传递装置由联动扭轴、拉杆组件和摇臂组件组成；平衡装置、摩擦装置套接在联动扭轴，操纵阻尼器、并联舵机通过第一拉杆和第一摇臂连接到联动扭轴上，操纵杆通过输入端摇臂一端固定在支座组件上，输入端摇臂另一端通过第一拉杆与联动扭轴连接，指令传感器、通过输出端拉杆和输出端摇臂与联动扭轴连接，操纵杆产生动作位移信号，并通过动作指令传递装置传输到指令传感器，动作指令传感器将动作位移信号转换成电压信号，并输入到控制计算机。

Description

一种座舱操纵系统及方法

技术领域

本发明属于直升机操纵技术领域，具体涉及一种座舱操纵系统及方法。

背景技术

座舱操纵装置是直升机飞行操纵系统的重要部件之一，用于实现驾驶员对直升机控制的操作。座舱操纵装置有并列式和纵列式两种分布方式，正副驾驶员操纵装置机械联动，包括周期(纵向和横向)、总距及航向操纵装置，分别实现直升机的俯仰横滚、总距和偏航的控制。座舱操纵装置主要组成有驾驶杆、总距杆、脚蹬及其连接扭轴、拉杆、支座等，同时设有限位装置、摩擦装置、平衡装置等，以满足其性能要求。

飞行操纵系统将驾驶员的操纵指令通过座舱操纵装置经舵机、助力器传递到主、尾桨叶，实现直升机的飞行姿态控制。传统操纵系统的座舱操纵装置与助力器通过硬式杆系或操纵钢索连接，而电传操纵系统用电缆取代了硬式杆系或钢索，驾驶员的操纵指令需通过座舱操纵装置转化为电压信号，传递给飞控计算机来实现直升机姿态控制。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种座舱操纵系统及方法，采用电压信号传递操纵指令代替机械传递装置，使零组件数量减少，结构简单，重量减轻，不需要做各通道的复合结构。

本发明的技术方案：一种座舱操纵系统，适用于电传直升机，包括：防尘装置、平衡装置、摩擦装置、操纵阻尼器、并联舵机、支座组件、操纵杆、动作指令传递装置、指令传感器及飞控计算机；

所述动作指令传递装置由联动机构、拉杆组件和摇臂组件组成；

所述联动机构包括：联动扭轴和法兰盘轴承；所述法兰盘轴承安装在所述联动扭轴上，所述联动扭轴通过法兰盘轴承连接到固定梁上；

所述拉杆组件分为输入端拉杆和输出端拉杆，所述摇臂组件分为输入端摇臂和输出端摇臂；

所述操纵杆设置有防尘装置，所述输入端摇臂一端与所述操纵杆连接，另一端通过支座组件固定且通过输入端拉杆和输入端摇臂与所述联动扭轴连接，所述联动扭轴设置多个输出端摇臂，所述输出端摇臂通过输出端拉杆与所述指令传感器输入端连接，所述指令传感器的输出端通过线缆与飞控计算机相连；

所述平衡装置、所述摩擦装置套接在所述联动扭轴上，所述操纵阻尼器、通过输出端摇臂及输出端拉杆连接到联动机构上，所述并联舵机通过第一拉杆和第一摇臂连接到联动机构上。

优选的，所述支座组件设置有轴承，所述操纵杆与支座组件通过销轴与所述轴承连接。

优选的，所述操纵杆为总距杆。

优选的，所述总距杆对称布置在所述联动扭轴的两端。

一种座舱操纵方法，所述操纵杆产生动作位移信号，并通过动作指令传递装置传输到指令传感器，所述动作指令传感器将动作位移信号转换成电压信号，并输入到控制计算机。

本发明的技术效果：本发明适用于电传直升机飞行操纵系统，与传统操纵系统的座舱操纵装置相比，零组件数量减少，结构简洁，重量减轻，不需要做各通道的复合结构。

附图说明

图1为本发明一种座舱操纵系统的一优选实施例的结构示意图。

图2为图1所示实施例的操纵杆与联动机构连接示意图。

图3为图1所示实施例的操纵命令传输示意图。

其中，1-总距杆，2-防尘装置，4-平衡装置，5-摩擦装置，6-操纵阻尼器，7-指令传感器，8-并联舵机，10-支座组件，11-第一拉杆，12-第一摇臂，13-法兰盘轴承，14-联动扭轴，31-输入端拉杆，32-输出端拉杆，91-输入端摇臂，92-输出端摇臂。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1和图2所示：一种座舱操纵系统，适用于电传直升机，包括：防尘装置2、平衡装置4、摩擦装置5、操纵阻尼器6、并联舵机8、支座组件10、操纵杆、动作指令传递装置、指令传感器7及飞控计算机。

操纵杆位于座舱地板上，用于接收驾驶员操纵指令及手柄的按钮操作；防尘装置2遮挡座舱地板开口，用于防止异物或灰尘进入系统内部，卡滞系统运动；

动作指令传递装置由联动机构、拉杆组件和摇臂组件组成；

联动机构位于座舱地板下，用于实现正副驾驶员的联动操纵；联动机构包括：联动扭轴14和法兰盘轴承13；法兰盘轴承13安装在联动扭轴14上，联动扭轴14通过法兰盘轴承13连接到固定梁上；

拉杆组件和摇臂组件都与联动扭轴14连接，靠近操纵杆的一端为动作指令输入端，靠近指令传感器7的一端为指令输出端，根据此划分方法，拉杆组件分为输入端拉杆31和输出端拉杆32，摇臂组件分为输入端摇臂91和输出端摇臂92；

操纵杆设置有防尘装置2，输入端摇臂91一端与操纵杆连接，另一端通过支座组件10固定且通过输入端拉杆31和输入端摇臂91与联动扭轴14连接，联动扭轴14设置多个输出端摇臂92，输出端摇臂92通过输出端拉杆32与指令传感器7输入端连接，指令传感器7的输出端通过线缆与飞控计算机相连；指令传感器7将驾驶员的操纵指令由位移量转化为电压信号，传输给飞控计算机，为满足可靠性要求，每通道配置两个指令传感器7。

平衡装置4、摩擦装置5套接在联动扭轴14上，用于为系统提供可调整的不平衡力及摩擦力，使操纵杆可停在任何位置不动；

操纵阻尼器6通过第一拉杆11和第一摇臂12连接到联动机构上，用于满足系统的操纵阻尼特性，限制驾驶员过快操纵。

并联舵机8通过第一拉杆11和第一摇臂12连接到联动机构上，用于提供操纵力杆及具有锚定、释放功能。

所述操纵杆产生动作位移信号，并通过动作指令传递装置传输到指令传感器，所述动作指令传感器将动作位移信号转换成电压信号，并输入到控制计算机。

操纵杆可由总距杆或脚蹬或驾驶杆分别构成，三者之中任意一个都可以完后操纵指令的生成，由于座舱操纵装置的周期、总距及航向操纵装置配置相同并相互独立，所以本实施例仅以总距座舱操纵装置为例进行说明。

防尘装置2安装在总距杆1上且固定于驾驶舱地板上；左右对称分布的正副驾驶总距杆1通过输入端摇臂91、输入端拉杆31连接到联动机构的联动扭轴14上，实现正副驾驶的联动；

摇臂组件的输入端摇臂91固定在支座组件10上，通过支座组件10内的轴承实现旋转运动；

联动机构由联动扭轴14、法兰盘轴承13构成，联动扭轴14通过两个法兰盘轴承13固定在结构梁上，实现旋转运动；

平衡装置4套在联动扭轴14上，当联动机构旋转时带动平衡装置4的扭簧旋转，提供不平衡力；

摩擦装置5安装在联动扭轴14上，通过摩擦片与扭轴的接触提供摩擦力；

操纵阻尼器6和并联舵机8均通过第一拉杆11和第一摇臂12连接到联动机构的联动扭轴14上，联动扭轴14设置多个输出端摇臂92，输出端摇臂92通过输出端拉杆32与指令传感器7输入端连接，操纵阻尼器6和并联舵机8、指令传感器7随联动机构旋转运动而运动。

驾驶员操纵总距杆1将操纵指令通过整个线系的运动传输到线系末端的指令传感器7，由指令传感器将位移信号转化为电压信号送给飞控计算机。

如图3所示:实线为总距座舱操纵装置运动前状态，虚线为总距座舱操纵装置提距后的状态；驾驶员操纵总距杆向上运动20°，与总距杆1相连接的摇臂组件9旋转20°，通过传动比可以得出，此时联动机构上通过拉杆组件与指令传感器7连接的输出端摇臂顺时针旋转18°，从而带动指令传感器的摇臂顺时针运动52°，即两个指令传感器接收到相同的角位移量52°；然后根据角位移与电压的转化系数将其转化为电压信号6.5V，通过电缆传递给飞控计算机，实现了总距操纵装置从低距到高距的指令传输。

本发明一种座舱操纵系统及方法适用于电传直升机飞行操纵系统，采用电压信号传递操纵指令代替机械传递装置，与传统操纵系统的座舱操纵装置相比零组件数量减少，结构简单，重量减轻，不需要做各通道的复合结构。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种座舱操纵系统，适用于电传直升机，包括：防尘装置(2)、平衡装置(4)、摩擦装置(5)、操纵阻尼器(6)、并联舵机(8)、支座组件(10)、操纵杆、动作指令传递装置、指令传感器(7)及飞控计算机；

所述动作指令传递装置由联动机构、拉杆组件和摇臂组件组成；

所述联动机构包括：联动扭轴(14)和法兰盘轴承(13)；所述法兰盘轴承(13)安装在所述联动扭轴(14)上，所述联动扭轴(14)通过法兰盘轴承(13)连接到固定梁上；

所述拉杆组件分为输入端拉杆(31)和输出端拉杆(32)，所述摇臂组件分为输入端摇臂(91)和输出端摇臂(92)；

所述操纵杆设置有防尘装置(2)，所述输入端摇臂(91)一端与所述操纵杆连接，另一端通过支座组件(10)固定且通过输入端拉杆(31)和输入端摇臂(91)与所述联动扭轴(14)连接，所述联动扭轴(14)设置多个输出端摇臂(92)，所述输出端摇臂(92)通过输出端拉杆(32)与所述指令传感器(7)输入端连接，所述指令传感器(7)的输出端通过线缆与飞控计算机相连；

所述平衡装置(4)、所述摩擦装置(5)套接在所述联动扭轴(14)上，所述操纵阻尼器(6)、所述并联舵机(8)通过第一拉杆(11)和第一摇臂(12)连接到联动机构上。

2.根据权利要求1所述的一种座舱操纵系统，其特征在于：所述支座组件(10)设置有轴承，所述输入端摇臂(91)与支座组件(10)通过销轴与所述轴承连接。

3.根据权利要求1所述的一种座舱操纵系统，其特征在于：所述操纵杆为总距杆(1)。

4.根据权利要3所述的一种座舱操纵系统，其特征在于：所述总距杆(1)对称布置在所述联动扭轴(14)的两端。

5.一种座舱操纵方法，其特征在于：所述操纵杆产生动作位移信号，并通过动作指令传递装置传输到指令传感器，所述动作指令传感器将动作位移信号转换成电压信号，并输入到控制计算机。