CN108248828B - 大行程机械式脚蹬调距机构 - Google Patents

Abstract

一种大行程机械式脚蹬调距装置，由调距机构和与调距机构左右对称的左、右平行四连杆机构组成，左、右平行四连杆机构结构完全一样，支臂固定连接于该平行四连杆机构中心，支撑平行四连杆结构仅作平行位移，不能进行圆周运动，所述调距机构中的丝杠丝母副采用不自锁设计，即没有自锁机构，丝母外廓采用齿式结构，齿型延圆周均匀分布，其两个齿之间存在间隙L，两个齿之间的间隙L的大小可以调节齿数的多少，丝杠运动一个导程，即丝母旋转一周，此时丝母上的齿数决定了每节调距的距离，齿尖采用夹角收缩圆弧状，其夹角一侧为30°，另一侧为45°。

Description

大行程机械式脚蹬调距机构

技术领域：

本发明属于飞机脚操纵装置，具体涉及一种大行程机械式脚蹬位置调距装置。

背景技术

脚操纵装置是控制飞机的垂直尾翼，用以改变飞机的水平方向的专用装置，是飞行控制系统中一个关键的组成部分，其操纵性能水平直接影响飞行员操纵飞机的稳定性。针对不同机型的脚操纵装置，为适应不同身材驾驶员的需要，脚蹬中立位置是可调节的，调节需有相应的有级调节或无级调距装置支撑，有级调节即为机械式调节，无级调节即为电动调节，前者构造简单、可靠性高。随着国内航空事业的发展，脚操纵装置位置调距装置需求水平逐步提高，研制具备调距范围大、每级调距位移小的机械式脚蹬调距装置需求迫切。目前，国内对于具备大行程机械调距功能的脚操纵装置分析与设计较少，现有的大行程调距以电动调距装置为主，多数脚操纵装置机械式脚蹬调距只能实现小范围调距，仅运用于飞行员身材要求较高、飞行品质需求不高的脚操纵装置。

技术方案：

为克服已有技术中的不足，本发明提供一种大行程机械式脚蹬调距机构，本发明所采取的技术方案为：

一种大行程机械式脚蹬调距装置，由调距机构和与调距机构左右对称的左、右平行四连杆机构组成，左、右平行四连杆机构结构完全一样，下面仅以右平行四连杆机构为例，对平行四连杆机构作描述。所述的右平行四连杆机构包括后连杆、右前连杆、左连杆、连接摇臂、连接板、摇臂、后连杆摇臂、螺母C、右脚蹬板部件、左脚蹬板部件；其中右前连杆部件21一端固定于调距机构安装孔A处，另一端固定在右脚蹬板部件的连接点B处，支臂23固定装在右前连杆部件21和右后连杆20上，连接板24铰接在右前连杆部件21和摇臂25之间；右后连杆20一端安装在后连杆摇臂26上，另一端固定在右脚蹬板部件28的端部；后连杆摇臂26通过铰链螺栓固定于产品安装壳上，右后连杆20、右前连杆21、连接摇臂26、右脚蹬板部件28用铰链螺栓分别组成平行四连杆结构，支臂23位于该平行四连杆机构中心，由于支臂23为固定连接，因此支撑平行四连杆结构仅作平行位移，不能进行圆周运动。

所述调距机构包括壳体1，外壳2，防尘盖3，弹簧固定座4,丝杠固定座5，塑料垫圈6，限位轴7，衬套8，调行程丝杠9，复位弹簧10,锁紧弹簧11，丝母12，螺母A13，调整垫片14,隔片15，螺母B16,推力轴承17，轴承18，孔用挡圈19。其中，壳体1是整个调距装置的支撑结构，丝母12通过两端推力轴承17和轴承18固定在壳体1中央，丝杠9穿过丝母12中心一端与摇臂(25) 连接，另一端通过螺母B 16固定在弹簧固定座4上，因弹簧固定座4轴向的运动从而压缩复位弹簧10，丝杠两端分别通过丝杠固定座5、衬套8进行径向固定。

所述调距机构中的丝杠丝母副采用不自锁设计，即没有自锁机构，丝母外廓采用齿式结构，齿型延圆周均匀分布，其两个齿之间存在间隙L，丝母外廓两个齿之间的间隙L的大小与丝母外廓的调节齿数密切相关，两个齿之间的间隙L的大小可以调节齿数的多少，丝杠运动一个导程，即丝母旋转一周，此时丝母上的齿数决定了每节调距的距离；齿尖采用夹角收缩圆弧状，其夹角一侧为30°，另一侧为45°，(如图3所示)。

所述丝杠上设有齿销；

所述限位轴7上设有限位销，限位轴上的限位销也设计为齿形结构，并设计有驱使直线运动的弹簧，限位轴上的限位销的一端固定钢丝绳，钢丝绳与调距手柄连接，在飞行员找到适合位置的脚蹬位置时，按下调距手柄，限位轴上的限位销在弹簧的作用力下压入丝母齿形结构中，实现丝母限位。

在进行调距时，拔动脚蹬调距手柄至极限位移，同时用脚蹬动左右脚蹬板向前运动，丝杠在复位弹簧的作用力下延轴向方向直线运动，从而使丝母延丝杠轴心旋转，以致旋转至飞行员所需的脚蹬板位置时，松开脚蹬调距手柄，丝杠上的齿销在弹簧的作用下与丝母外廓的齿面啮合，限制丝母旋转，从而达到固定脚蹬板到所需的位置，实现大行程脚蹬位置调距。

脚蹬位置前调距，在飞行员实现脚蹬向前调距的过程中，先拉动脚蹬调距手柄至极限位置并保持，蹬动脚蹬板向前运带动平行四连杆推动固定于丝杠上的导向摇臂带动丝杠向前运动，丝杠一端的复位拉簧受压从而给飞行员提供一定的反馈力，因丝母固定在结构中央，丝杠运动时丝母必然旋转，若飞行员在调距至适合的位置时，将脚蹬调距手柄按下，限位轴上的限位销在弹簧的作用下，压入丝母齿形结构中使丝母固定，从而实现向前调距。

脚蹬位置后调距，飞行员需踩住脚蹬板，向后拉拔脚蹬位置调距手柄至极限位置并保持，丝杠在复位弹簧的作用力下带动导向摇臂向后移动，平行四连杆结构在导向摇臂的作用下产生位移，在飞行员感觉适合的位置时，将脚蹬调距手柄按下，限位轴上的限位销在弹簧的作用下，压入丝母齿形结构中使丝母固定，从而实现脚蹬向后调距。

本项目脚蹬位置调距的发明新颖、独创性在于：①本项目丝杠丝母副上的丝母采用齿形结构，调节行程较小，每节的调距不大于4mm，基本满足脚蹬无极调距的需求。②调距过程中丝杠延航向直线运动，在前后连杆之间增加连接摇臂，使脚蹬调距过程中脚蹬板延前后方向水平平动。

附图说明

图1是调距机构组成图

图2是调距机构在脚蹬组件上的运用示意图

图3是丝母外形示意图

其中1-壳体，2-外壳，3-防尘盖，4-弹簧固定座,5-丝杠固定座，6-塑料垫圈，7-限位轴，8-衬套，9-调行程丝杠，10-复位弹簧,11-锁紧弹簧，12-丝母，13-螺母A，14-调整垫片,15-隔片，16-螺母B，17-推力轴承，18-轴承， 19-孔用挡圈，20-后连杆，21-右前连杆，22-左连杆，23-连接摇臂，24-连接板，25-摇臂，26-后连杆摇臂，27-螺母C，28-右脚蹬板部件，29-左脚蹬板部件，A-调距机构安装孔，B-右脚蹬板部件的连接点,L-丝母外廓两个齿之间的间隙。

具体实施方式

大行程机械式脚蹬调距总体结构是为丝杠丝母和平行四连杆结构的结合使用体。产品包含平行四连杆结构、丝杠丝母不自锁设计、丝母限位设计和调距位置设计四个部分。结构方案具体实施方式如下：

图1所示是本发明所述调距机构结构示意图，所述调距机构包括壳体1，外壳2，防尘盖3，弹簧固定座4,丝杠固定座5，塑料垫圈6，限位轴7，衬套 8，调行程丝杠9，复位弹簧10,锁紧弹簧11，丝母12，螺母A13，调整垫片14, 隔片15，螺母B16,推力轴承17，轴承18，孔用挡圈19。其中，壳体1是整个调距装置的支撑结构，丝母12通过两端推力轴承17和轴承18固定在壳体1 中央，丝杠9穿过丝母12中心一端与摇臂A连接，另一端通过螺母B 16固定在弹簧固定座4上，因弹簧固定座4轴向的运动从而压缩复位弹簧10，丝杠两端分别通过丝杠固定座5、衬套8进行径向固定。

图2所示是本发明所述大行程机械式脚蹬调距装置结构示意图，由调距机构和与调距机构左右对称的左、右平行四连杆机构组成，左、右平行四连杆机构结构完全一样，下面仅以右平行四连杆机构为例，对平行四连杆机构作描述。所述的右平行四连杆机构包括后连杆、右前连杆、左连杆、连接摇臂、连接板、摇臂、后连杆摇臂、螺母C、右脚蹬板部件、左脚蹬板部件；其中右前连杆部件21一端固定于调距机构安装孔A处，另一端固定在右脚蹬板部件的连接点B 处，支臂23固定装在右前连杆部件21和右后连杆20上，连接板24铰接在右前连杆部件21和摇臂25之间；右后连杆20一端安装在后连杆摇臂26上，另一端固定在右脚蹬板部件28的端部；后连杆摇臂26通过铰链螺栓固定于产品安装壳上，右后连杆20、右前连杆21、连接摇臂26、右脚蹬板部件28用铰链螺栓分别组成平行四连杆结构，支臂23位于该平行四连杆机构中心，由于支臂 23为固定连接，因此支撑平行四连杆结构仅作平行位移，不能进行圆周运动。

左右脚蹬在调距和航向操纵的过程中，两端的平行四连杆结构需绕不同的旋转点运动，因此，产品在调距时，两端的平行四连杆中需分别增加辅助连杆，产品在航向操纵时，两端的平行四连杆其主连杆上通过铰链拉杆与导向摇臂连接。

当调距时，在辅助连杆的作用下，实现延顺航向平行调距，完全满足操纵的人机功效要求。当航向操纵时，平行四连杆推动导向摇臂，实现脚蹬延顺航向平行操纵。

丝杠丝母设计为不能自锁的结构，丝杠轴向直线运动的过程中，丝母需固定在某一位置产生旋转运动，因此，丝母轴向两端均设计有推力轴承、径向采用深沟球固定，从而实现不自锁的丝杠设计。

丝母外廓采用齿形结构，同时固定的限位轴上的限位销也设计为齿形结构，并设计有驱使直线运动的弹簧，限位轴上的限位销的一端固定钢丝绳，钢丝绳与调距手柄连接，在飞行员找到适合位置的脚蹬位置时，按下调距手柄，限位轴上的限位销在弹簧的作用力下压入丝母齿形结构中，实现丝母限位。

所述调距机构中的丝杠丝母副采用不自锁设计，即没有自锁机构，丝母外廓采用齿式结构，齿型延圆周均匀分布，其两个齿之间存在间隙L，两个齿之间的间隙L的大小可以调节齿数的多少，丝杠运动一个导程，即丝母旋转一周，此时丝母上的齿数决定了每节调距的距离；齿尖采用夹角收缩圆弧状，其夹角一侧为30°，另一侧为45°，(如图3所示)。

Claims (5)

1.一种大行程机械式脚蹬调距装置，由调距机构和与调距机构左右对称的左、右平行四连杆机构组成，左、右平行四连杆机构结构完全一样，其特征在于：所述的右平行四连杆机构包括后连杆、右前连杆、左连杆、连接摇臂、连接板、摇臂、后连杆摇臂、螺母C、右脚蹬板部件、左脚蹬板部件；其中右前连杆(21)一端固定于调距机构安装孔A处，另一端固定在右脚蹬板部件的连接点B处，连接摇臂(23)固定装在右前连杆(21)和右后连杆(20)上，连接板(24)铰接在右前连杆(21)和摇臂(25)之间；右后连杆(20)一端安装在后连杆摇臂(26)上，另一端固定在右脚蹬板部件(28)的端部；后连杆摇臂(26)通过铰链螺栓固定于产品安装壳上，右后连杆(20)、右前连杆(21)、连接摇臂(23)、右脚蹬板部件(28)用铰链螺栓分别组成平行四连杆结构，连接摇臂(23)位于该平行四连杆机构中心；

所述调距机构包括壳体(1)，外壳(2)，弹簧固定座(4)，丝杠固定座(5)，限位轴(7)，衬套(8)，丝杠(9)，复位弹簧(10),锁紧弹簧(11)，丝母(12)，推力轴承(17)，轴承(18)，其中，壳体(1)是整个调距装置的支撑结构，丝母(12)通过两端推力轴承(17)和轴承(18)固定在壳体(1)中央，丝杠(9)穿过丝母(12)中心一端与摇臂(25)连接，另一端固定在弹簧固定座(4)上，因弹簧固定座(4)轴向的运动从而压缩复位弹簧(10)，丝杠两端分别通过丝杠固定座(5)、衬套(8)进行径向固定。

2.根据权利要求1所述的一种大行程机械式脚蹬调距装置，其特征在于：所述调距机构中的丝杠丝母副采用不自锁设计，丝母外廓采用齿式结构，齿型延圆周均匀分布，其两个齿之间存在间隙L，齿尖采用夹角收缩圆弧状，其夹角一侧为30°，另一侧为45°。

3.根据权利要求1或2所述的一种大行程机械式脚蹬调距装置，其特征在于：丝母外廓两个齿之间的间隙L的大小与丝母外廓的调节齿数密切相关。

4.根据权利要求1所述的一种大行程机械式脚蹬调距装置，其特征在于：所述丝杠上设有齿销。

5.根据权利要求1所述的一种大行程机械式脚蹬调距装置，其特征在于：所述限位轴(7)上设有限位销，限位销为齿形结构，限位销的一端固定钢丝绳，钢丝绳与调距手柄连接，限位销的齿形结构与丝母齿形配合实现限位。

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