CN108313268A - 一种轻型飞机副翼操纵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻型飞机副翼操纵系统。包括左操纵手柄装置、右操纵手柄装置、左副翼扭杆、右副翼扭杆、副翼同步杆、推拉软轴、空间四连杆机构、左副翼和右副翼，推拉软轴有相同的两个且对称布置，空间四连杆机构有相同的两个且对称布置，左操纵手柄装置中的小连杆与左副翼扭杆连接，左副翼扭杆另一端与副翼同步杆连接，副翼同步杆中的软轴接头与推拉软轴连接，推拉软轴另一端与空间四连杆机构连接，通过空间四连杆机构即可带动左副翼和右副翼的偏转，右操纵手柄装置与左操纵手柄装置中的任何一个都可控制左副翼和右副翼同时反向运动。本发明是一种以高精确性保证副翼偏转角度的轻型飞机副翼操纵系统。
Description
技术领域
本发明属于一种飞机机翼操纵系统，更具体的，涉及一种飞机副翼操纵系统。
背景技术
飞机操纵系统设计时通常要求操纵精准且稳定可靠。传统轻型飞机的副翼操纵系统大多是借助推拉钢索或连杆直接操纵舵面，具有占用飞机空间大、空行程大、安装复杂、可靠性不高等缺点，难以满足轻型飞机副翼操纵系统的发展要求。而推拉软轴具有极低的摩擦、极小的空行程、抗拉强度高、弯曲半径小以及耐用、紧凑、灵活等特点，可以保证远距离传动的精度，在副翼操纵系统这种远距离传动中依然可以保持极小空行程与最小力量损失，更好的持续运转工作，使副翼操纵系统的稳定性得到大幅度提升。
另外通常副翼运动为差动，部分民用飞机常设计成副翼上偏的角度远大于其下偏的角度，其原因是副翼上偏时需要较大的偏转角度才能满足气动效率。因此找到一种满足机身与机翼安装空间有限、传动路径长以及副翼差动运动等要求的结构，提高轻型飞机副翼操纵系统精确性与可靠性，具有重要意义。
发明内容
针对传统副翼操纵系统操纵副翼偏转角度的精度及传动装置可靠性不高的问题，本发明提供一种提高副翼操纵系统的精确性与可靠性的轻型飞机副翼操纵系统
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种轻型飞机副翼操纵系统，包括左操纵手柄装置、左副翼扭杆、副翼同步杆、推拉软轴、空间四连杆机构、左副翼和右副翼，所述推拉软轴有相同的两个且对称布置，空间四连杆机构有相同的两个且对称布置，其中：左操纵手柄装置与所述左副翼扭杆的一端连接，左副翼扭杆另一端与副翼同步杆连接，副翼同步杆的两端分别与两个推拉软轴的一端连接，两个推拉软轴的另一端分别与两个空间四连杆机构的一端连接，两个空间四连杆机构的另一端分别与左副翼和右副翼连接；左操纵手柄装置可控制左副翼和右副翼同时反向运动。
本发明中操纵系统运用了推拉软轴，推拉软轴具有可负荷强拉力和推力、使用期内不需要润滑和调整、高精确性和位置重复性、对温度变化不敏感、使用寿命长和循环次数高等特点，且推拉软轴与空中四连杆机构组合能够提高轻型飞机副翼操纵系统的精确性与可靠性，尤其适用于机翼空间小、传动路径长等场合。
进一步地，轻型飞机包括有左机翼和右机翼，左机翼和右机翼上都设置有定位翼肋、机翼后梁和机翼主梁，所述定位翼肋设置在机翼后梁和机翼主梁之间。
进一步地，推拉软轴包括中心轴杆和外壳两部分，所述推拉软轴的中心轴杆活动设置在外壳内。
进一步优选地，推拉软轴采用滚珠式推拉软轴。
进一步地，定位翼肋上固定有安装座，所述轻型飞机机身上设置有中控台连接板，所述中控台连接板两端固定有定位块，其中：推拉软轴外壳一端通过定位块与中控台连接板连接，所述推拉软轴外壳另一端通过安装座与定位翼肋连接，所述推拉软轴中心轴杆的输入端与副翼同步杆连接，所述推拉软轴中心轴杆的输出端与空间四连杆机构连接。
进一步地，空间四连杆机构包括双摇臂、传动连杆和铰支座，所述双摇臂包括主动摇臂和从动摇臂，两个空间四连杆机构都通过主动摇臂分别与其相对应的推拉软轴连接，所述双摇臂绕其转动轴线O1转动可以带动铰支座转动，转动轴线O1方向与安装座垂直，两个所述空间四连杆机构通过铰支座分别与左副翼和右副翼连接，所述铰支座可转动的固定在机翼后梁上，且绕其转动轴线O2的转动能使左副翼和右副翼上下偏转。
空间四连杆机构为差动机构，其设计原理为，通过调整双摇臂的安装初始位置及各连杆的尺寸可以改变双摇臂的传动方向与传动比例，当左、右双摇臂在得到相同方向、位移输入时，由于对称布置的原因，左、右铰支座上输出的运动方向相反，且输出值大小不相等。
进一步地，左操纵手柄装置包括手柄、支座、十字轴体和小连杆，所述十字轴体竖向两端分别与手柄和小连杆连接，所述十字轴体横向两端与支座连接，所述支座与机身固定连接，所述左操纵手柄装置通过小连杆与左副翼扭杆连接。
进一步地，左副翼扭杆包括前安装座、后安装座、前轴承座、后轴承座和转动杆，所述前安装座与前轴承座连接，所述后安装座与后轴承座连接，所述前安装座和后安装座与机身固定连接，所述转动杆两端分别与所述前轴承座和后轴承座连接，前轴承座和后轴承座内都安装有轴承，所述转动杆能绕自身轴线进行转动，左副翼扭杆通过转动杆的一端与左操纵手柄装置接连，所述左副翼扭杆通过转动杆的另一端与副翼同步杆连接。
进一步优选地，转动杆后端设置有限制其转动幅度的限位块，防止转动杆的转动幅度过大。
进一步地，副翼同步杆包括左杆端关节轴承、同步连杆、左软轴接头和右软轴接头，所述副翼同步杆通过左杆端关节轴承与左副翼扭杆连接，所述左软轴接头、右软轴接头分别固定在同步连杆的两端，所述副翼同步杆通过左软轴接头和右软轴接头分别与两个推拉软轴连接。
进一步地，轻型飞机副翼操纵系统还包括右操纵手柄装置和右副翼扭杆，所述右操纵手柄装置和右副翼扭杆与左操纵手柄装置和左副翼扭杆相同，且对称布置，所述副翼同步杆设置有右杆端关节轴承，副翼同步杆通过右杆端关节轴承与右副翼扭杆连接，所述右操纵手柄装置与左操纵手柄装置中的任何一个都可控制左副翼和右副翼同时反向运动。
本发明的传动原理如下：
通过操纵手柄能够使小连杆上下偏转，小连杆的上下偏转带动左副翼扭杆绕自身轴线进行旋转；左副翼扭杆绕自身轴线进行旋转带动副翼同步杆左右摆动；推拉软轴中心杆轴能够进行伸缩运动，能够将副翼同步杆的左右摆动转化为中心轴杆自身的伸缩运动，通过中心轴杆自身的伸缩运动带动空间四连杆的双摇臂绕O1轴转动，从而带动空间四连杆机构中铰支座的转动，铰支座与副翼刚性连接，从而带动左副翼和右副翼上下偏转。
更具体地，当左操纵手柄装置或者右操纵手柄装置中的手柄向左偏转时，带动左副翼向上偏转，右副翼向下偏转，当左操纵手柄装置或者右操纵手柄装置中的手柄向右偏转时，带动左副翼向下偏转，右副翼向上偏转。
相对现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明副翼扭杆布置于机身两侧，能够提高机身内部空间利用率；采用推拉软轴与空间四连杆机构组合传动，在机翼空间小、传动路径长、副翼运动为差动的情况下能够实现精准传动并具有较高的可靠性与易安装等特点；采用两个操纵手柄装置，右操纵手柄装置与左操纵手柄装置中的任何一个都可控制左副翼和右副翼同时反向运动；本发明是一种以高精确性保证副翼偏转角度的操纵系统，一种提高副翼操纵系统的精确性与可靠性的轻型飞机副翼操纵系统。
附图说明
图1为本发明的组装结构示意图。
图2为本发明的操纵手柄装置与副翼扭杆组装结构示意图。
图3为本发明空间四连杆机构的机构简图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例
参见图1至图2，本实施例中的轻型飞机副翼操纵系统包括左操纵手柄装置、右操纵手柄装置、左副翼扭杆6、右副翼扭杆17、副翼同步杆11、推拉软轴13、空间四连杆机构18、左副翼19和右副翼20，推拉软轴13有相同的两个且对称布置，空间四连杆机构18有相同的两个且对称布置，左操纵手柄装置与左副翼扭杆6的一端连接，左副翼扭杆6另一端与副翼同步杆11连接，副翼同步杆11的两端分别与2个推拉软轴13的一端连接，2个推拉软轴13的另一端分别与2个空间四连杆机构18的一端连接，2个空间四连杆机构18的另一端分别与左副翼19和右副翼20连接；右操纵手柄装置与左操纵手柄装置的功能相同，两个操纵手柄装置中的任何一个都可同时控制左副翼和右副翼运动。
轻型飞机包括有左机翼和右机翼，左机翼和右机翼上都设置有定位翼肋27、机翼后梁28和机翼主梁26，定位翼肋27设置在机翼后梁28和机翼主梁26之间。
推拉软轴13包括中心轴杆和外壳两部分，推拉软轴13的中心轴杆活动设置在外壳内。
定位翼肋27上固定有安装座25，轻型飞机机身上设置有中控台连接板15，中控台连接板15两端固定有定位块14，其中：推拉软轴13外壳一端通过定位块14与中控台连接板15连接，推拉软轴13外壳另一端通过安装座25与定位翼肋27连接，推拉软轴13中心轴杆的两端分别与空间四连杆机构18和副翼同步杆11连接。
左操纵手柄装置和右操纵手柄装置都包括手柄1、支座2、十字轴体3和小连杆7，在安装时，先将手柄1与十字轴体3一端连接，然后将支座2与十字轴体3两端连接，其中十字轴体3孔内放置有铜套和隔套，之后将小连杆7与十字轴体3另一端连接，最后将支座2与机身固定连接。
左副翼扭杆6和右副翼扭杆17都包括前安装座4、后安装座9、前轴承座5、后轴承座8、转动杆21和限位块10，转动杆21两端分别与前轴承座5和后轴承座8连接，前轴承座5和后轴承座8分别与前安装座4和后安装座9连接，前安装座4和后安装座9与机身固定连接，其中在转动杆21后端焊接有一个限位块10，用来限制转动杆21的旋转角度。
副翼同步杆11包括左杆端关节轴承22、右杆端关节轴承24、同步连杆23、左软轴接头12和右软轴接头16，左杆端关节轴承22与副翼扭杆6通过螺栓连接，左软轴接头12和右软轴接头16固定于同步连杆23上两端并分别与两个推拉软轴的输入端通过螺栓连接。
参见图3，两个空间四连杆机构18中双摇臂的主动摇臂32与推拉软轴13的输出端连接，两个空间四连杆机构18中的铰支座31分别与左副翼19和右副翼20刚性连接，通过推拉软轴13输出端伸长与收缩带动双摇臂绕轴线O1中的A点转动，双摇臂中的从动摇臂29通过传动连杆30带动铰支座31绕轴线O2中的B点转动，通过铰支座的偏转即可带动副翼偏转，其中空间四连杆机构18为差动机构，其设计原理为，通过调整双摇臂的安装初始位置及从动摇臂29与主动摇臂32及传动连杆30的尺寸可以改变双摇臂的传动方向与传动比例，当两个双摇臂在得到相同方向、位移输入时，由于对称布置的原因，两个铰支座31上输出的运动方向相反，且输出值大小不相等。
当左操纵手柄装置的手柄1向左偏转时，左操纵手柄装置中的小连杆7带动左副翼扭杆6绕自身轴线逆时针旋转，当左操纵手柄装置的手柄1向右偏转时，左操纵手柄装置中的小连杆7带动左副翼扭杆6绕自身轴线顺时针旋转；
当左副翼扭杆6绕自身轴线逆时针旋转时，副翼同步杆11向右边摆动，当左副翼扭杆6绕自身轴线顺时针旋转时，副翼同步杆11向左边摆动；
当副翼同步杆11向右边摆动时，带动左推拉软轴13输入端收缩，输出端伸长，同时带动另一个右推拉软轴输入端伸长，输出端收缩；
其中，当左推拉软轴13输出端伸长时，左空间四连杆机构18中的双摇臂绕轴线O1中的A点顺时针旋转，从而带动铰支座31绕轴线O2中的B点顺时针旋转，进而带动左副翼19上偏，另一个右推拉软轴输出端收缩，右空间四连杆机构18中的双摇臂绕轴线O1中的A点逆时针旋转，从而带动铰支座31绕轴线O2中的B点逆时针旋转，右副翼20下偏；
即：当左操纵手柄装置中的手柄1向左偏转时，带动左副翼19向上偏转，右副翼20向下偏转，当左操纵手柄装置中的手柄1向右偏转时，带动左副翼19向下偏转，右副翼20向上偏转。
为了使多个驾驶员能够分别操纵，本实施例中有一个右操纵手柄装置，右操纵手柄装置与左操纵手柄装置的功能相同，两操纵手柄装置中的任何一个都可同时控制左副翼和右副翼反向运动。左操纵手柄装置与右操纵手柄装置分别安装在驾驶舱左右两侧，减少了两个驾驶员操纵的干扰，方便操作，同时节省了空间。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。
Claims (10)
1.一种轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，包括左操纵手柄装置、左副翼扭杆（6）、副翼同步杆（11）、推拉软轴（13）、空间四连杆机构（18）、左副翼（19）和右副翼（20），两个所述推拉软轴（13）对称布置，两个所述空间四连杆机构（18）对称布置，其中：
所述左操纵手柄装置与所述左副翼扭杆（6）的一端连接，所述左副翼扭杆（6）另一端与所述副翼同步杆（11）连接，所述副翼同步杆（11）的两端分别与两个所述推拉软轴（13）的输入端连接，两个所述推拉软轴（13）的输出端分别与两个空间四连杆机构（18）的一端连接，两个所述空间四连杆机构（18）的另一端分别与左副翼（19）和右副翼（20）连接；
所述左操纵手柄装置可控制左副翼（19）和右副翼（20）同时反向运动。
2.根据权利要求1所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述轻型飞机包括有左机翼和右机翼，左机翼和右机翼上都设置有定位翼肋（27）、机翼后梁（28）和机翼主梁（26），所述定位翼肋（27）设置在机翼后梁（28）和机翼主梁（26）之间。
3.根据权利要求2所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述推拉软轴（13）包括中心轴杆和外壳两部分，所述推拉软轴（13）的中心轴杆活动设置在外壳内。
4.根据权利要求3所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述定位翼肋（27）上固定有安装座（25），所述轻型飞机机身上设置有中控台连接板（15），所述中控台连接板（15）两端固定有定位块（14），其中：
所述推拉软轴（13）外壳一端通过定位块（14）与中控台连接板（15）连接，所述推拉软轴（13）外壳另一端通过安装座（25）与定位翼肋（27）连接，所述推拉软轴（13）中心轴杆的输入端与副翼同步杆（11）连接，所述推拉软轴（13）中心轴杆的输出端与空间四连杆机构（18）连接。
5.根据权利要求2所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述空间四连杆机构（18）包括双摇臂、传动连杆（30）和铰支座（31），所述双摇臂包括主动摇臂（32）和从动摇臂（29），两个所述空间四连杆机构（18）都通过主动摇臂（32）分别与其相对应的推拉软轴（13）连接，所述双摇臂绕其转动轴线（O1）转动可以带动铰支座（31）转动，两个所述空间四连杆机构（18）通过铰支座（31）分别与左副翼（19）和右副翼（20）连接，所述铰支座（31）可转动的固定在机翼后梁(28)上，且绕其转动轴线（O2）的转动能使左副翼（19）和右副翼（20）上下偏转。
6.根据权利要求1所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述左操纵手柄装置包括手柄（1）、支座（2）、十字轴体（3）和小连杆（7），所述十字轴体（3）竖向两端分别与手柄（1）和小连杆（7）连接，所述十字轴体（3）横向两端与支座（2）连接，所述支座（2）与机身固定连接，所述左操纵手柄装置通过小连杆（7）与左副翼扭杆（6）连接。
7.根据权利要求1所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述左副翼扭杆（6）包括前安装座（4）、后安装座（9）、前轴承座（5）、后轴承座（8）和转动杆（21），所述前安装座（4）与前轴承座（5）连接，所述后安装座（9）与后轴承座（8）连接，所述前安装座（4）和后安装座（9）与机身固定连接，所述转动杆（21）能绕自身轴线进行转动，转动杆（21）两端分别与所述前轴承座（5）和后轴承座（8）连接，前轴承座（5）和后轴承座（8）内都安装有轴承，所述左副翼扭杆（6）通过转动杆（21）的一端与左操纵手柄装置接连，所述左副翼扭杆（6）通过转动杆（21）的另一端与副翼同步杆（11）连接。
8.根据权利要求6所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述转动杆（21）后端设置有限制其转动幅度的限位块（10）。
9.根据权利要求1所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述副翼同步杆（11）包括左杆端关节轴承（22）、同步连杆（23）、左软轴接头（12）和右软轴接头（16），所述副翼同步杆（11）通过左杆端关节轴承（22）与左副翼扭杆（6）连接，所述左软轴接头（12）、右软轴接头（16）分别固定在同步连杆（23）的两端，所述副翼同步杆（11）通过左软轴接头（12）和右软轴接头（16）分别与2个推拉软轴（13）连接。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的轻型飞机副翼操纵系统，其特征在于，所述副翼操纵系统还包括右操纵手柄装置和右副翼扭杆（17），所述右操纵手柄装置和右副翼扭杆（17）与左操纵手柄装置和左副翼扭杆（6）相同，且对称布置，所述副翼同步杆（11）设置有右杆端关节轴承（24），副翼同步杆（11）通过右杆端关节轴承（24）与右副翼扭杆（17）连接，所述右操纵手柄装置与左操纵手柄装置中的任何一个都可控制左副翼（19）和右副翼（20）同时反向运动。
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