CN108154749B - 一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的力感装置 - Google Patents

一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的力感装置 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的力感装置，包括安装板(5)，固定在安装板上的支撑部分，连接于支撑部分的摆臂部分、弹簧部分，以及以上各部分的连接原件；支撑部分包括轴承座(4)、负载轴(2)、带座轴承(3)、限位支架(15)、弹簧支架(12)；摆臂部分包括操纵杆负载摆臂(1)、无液压源摆臂(6)和有液压源摆臂(8)；弹簧部分包括无液压源弹簧(10)和有液压源弹簧(14)。本发明创造结构简单，成本低廉，避免了采用复杂昂贵的操纵负荷及其控制系统，同时便于维护和调整，能满足一般直升机模拟器操纵手感要求。

Description

一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的力感装置
技术领域
本发明创造属于航空器仿真设备技术领域，尤其是涉及一种为航空器仿真操纵杆提供操纵力感的装置。
背景技术
直升机飞行控制系统中，其周期变距杆及总距杆在无液压源和有液压源时的力感是不同的。通常情况下，无液压源时操纵力较大，而有液压源时操纵力较小。在直升机飞行模拟系统中，需要模拟周期变距杆和总距杆在有液压源和无液压源时的操纵力感。目前具有的相似装置，一般采用带有力矩电机的操纵负荷装置，控制系统复杂且成本昂贵。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种简易的全新架构的为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的装置，以满足模拟器操纵手感要求。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的力感装置，包括安装板 5，固定在安装板上的支撑部分，连接于支撑部分的摆臂部分、弹簧部分，以及以上各部分的连接原件；支撑部分包括轴承座4、负载轴2、带座轴承3、限位支架15、弹簧支架12；摆臂部分包括操纵杆负载摆臂1、无液压源摆臂6和有液压源摆臂8；弹簧部分包括无液压源弹簧10和有液压源弹簧14，
操纵杆负载摆臂1固定在负载轴2上，操纵杆负载摆臂1的输入端连接操纵杆，负载轴2由两个带座轴承3支撑，带座轴承3固定于轴承座4上；有液压源摆臂8固定在负载轴2上，同时与电磁离合器7的主动部分连接；无液压源摆臂6与电磁离合器7的被动部分连接，并通过轴承9支撑在负载轴2上；无液压源摆臂6和有液压源摆臂8远离负载轴2的一端均设有滑槽；
无液压源弹簧10一端通过销轴11固定在弹簧支架12上，无液压源弹簧10的另一端也通过销轴11固定在无液压源摆臂6的滑槽内；有液压源弹簧14一端通过销轴11固定在弹簧支架12上，有液压源弹簧14的另一端通过销轴11固定在有液压源摆臂8的滑槽内，弹簧支架12固定于安装板5上。
进一步的，带座轴承3为可调心轴承。
进一步的，操纵杆负载摆臂1的输入端由带有关节轴承的连杆连接至操纵杆。
进一步的，无液压源弹簧10和有液压源弹簧14为氮气弹簧。
进一步的，弹簧支架12两端、滑槽两端均安装有减少摩擦力的铜套13。
进一步的，在靠近操纵杆负载摆臂一侧的轴承座4上，固定有限位支架 15，限位支架15设有带有锁紧螺母的用于运动幅度调整的限位螺钉16。
进一步的，限位支架15两侧分别固定一个限位螺钉16。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的无源力感装置具有以下优势：
(1)本发明结构简单，成本低廉，避免了采用复杂昂贵的操纵负荷及其控制系统，同时便于维护和调整。
(2)本发明仿真效果良好，能满足一般直升机模拟器操纵手感要求。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的有液压源摆臂形状示意图；
图3为本发明创造实施例所述的无液压源摆臂形状示意图。
附图标记说明：
1-操纵杆负载摆臂；2-负载轴；3-可调心带座轴承；4-轴承座；5-安装板；6-无液压源摆臂；7-电磁离合器；8-有液压源摆臂；9-轴承；10-无液压源氮气弹簧；11-销轴；12-氮气弹簧支架；13-铜套；14-有液压源氮气弹簧；15-限位支架；16-带有锁紧螺母的限位螺钉
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
采用两组不同弹簧力的氮气弹簧10/14，一组弹簧力很大，用于模拟无液压源时操纵杆的操纵力；另一组弹簧力很小(满足有液压源时操纵杆在初始位置即可)，用于模拟有液压源时操纵杆的操纵力，之所以采用氮气弹簧，是因为氮气弹簧的弹簧力相对于氮气弹簧的行程是恒定的。弹簧力相同的氮气弹簧两两相对，一端固定在限位支架15上，一端固定在一个带有滑动槽的摆臂滑槽内。有液压源摆臂8设有键槽并与负载轴2连接，无液压源摆臂 6通过轴承9支撑在负载轴2上。负载轴2由分别位于负载轴2端部的两个带座轴承3支撑，该带座轴承3是可调心的，用于补偿负载轴2由于装配误差引起的偏移问题，以避免整个装置运行卡滞或不畅。带有滑动槽的无液压源摆臂6或有液压源摆臂8会随着操纵杆推动一个操纵杆负载摆臂1而推动相应侧的氮气弹簧10/14，相应侧的氮气弹簧会提供反作用力给操纵杆负载摆臂1，从而为操纵杆提供操纵力感。有液压源摆臂8和无液压源摆臂6由一个具有适当扭矩的电磁离合器7进行连接，通过电磁离合器7的吸合或断开，来提供无液压源或有液压源时操纵杆的操纵力感。
本发明的工作原理如下：
操纵杆负载摆臂1固定于负载轴2一侧，并通过带有关节轴承的连杆与操纵杆连接。当操纵杆运动时，推动操纵杆负载摆臂1，带动负载轴2转动，同时带动有液压源摆臂8运动，迫使相应一侧有液压源氮气弹簧14压缩，从而提供有液压源时的操纵力感。当电磁离合器7带电吸合时，操纵杆负载摆臂1将通过负载轴2、电磁离合器7、轴承9同时带动无液压源摆臂6和有液压源摆臂8运动，同时迫使相应一侧的无液压源氮气弹簧10和有液压源氮气弹簧14压缩，从而提供无液压源时的操纵力感。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种为直升机模拟器仿真操纵杆提供操纵力感的力感装置，其特征在于：包括安装板(5)，固定在安装板上的支撑部分，连接于支撑部分的摆臂部分、弹簧部分，以及以上各部分的连接原件；支撑部分包括轴承座(4)、负载轴(2)、带座轴承(3)、限位支架(15)、弹簧支架(12)；摆臂部分包括操纵杆负载摆臂(1)、无液压源摆臂(6)和有液压源摆臂(8)；弹簧部分包括无液压源弹簧(10)和有液压源弹簧(14)；
操纵杆负载摆臂(1)固定在负载轴(2)上，操纵杆负载摆臂(1)的输入端连接操纵杆，负载轴(2)由两个带座轴承(3)支撑，带座轴承(3)固定于轴承座(4)上；有液压源摆臂(8)固定在负载轴(2)上，同时与电磁离合器(7)的主动部分连接；无液压源摆臂(6)与电磁离合器(7)的被动部分连接，并通过轴承(9)支撑在负载轴(2)上；无液压源摆臂(6)和有液压源摆臂(8)远离负载轴(2)的一端均设有滑槽；
无液压源弹簧(10)一端通过销轴(11)固定在弹簧支架(12)上，无液压源弹簧(10)的另一端也通过销轴(11)固定在无液压源摆臂(6)的滑槽内；有液压源弹簧(14)一端通过销轴(11)固定在弹簧支架(12)上，有液压源弹簧(14)的另一端通过销轴(11)固定在有液压源摆臂(8)的滑槽内，弹簧支架(12)固定于安装板(5)上。
2.根据权利要求1所述的力感装置，其特征在于：所述带座轴承(3)为可调心轴承。
3.根据权利要求1所述的力感装置，其特征在于：操纵杆负载摆臂(1)的输入端由带有关节轴承的连杆连接至操纵杆。
4.根据权利要求1所述的力感装置，其特征在于：所述无液压源弹簧(10)和有液压源弹簧(14)为氮气弹簧。
5.根据权利要求1所述的力感装置，其特征在于：所述弹簧支架(12)两端、滑槽两端均安装有减少摩擦力的铜套(13)。
6.根据权利要求1所述的力感装置，其特征在于：在靠近操纵杆负载摆臂一侧的轴承座(4)上，固定有限位支架(15)，限位支架(15)设有带有锁紧螺母的用于运动幅度调整的限位螺钉(16)。
7.根据权利要求6所述的力感装置，其特征在于：限位支架(15)两侧分别固定一个限位螺钉(16)。
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