CN108961915A - 用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，可在设备静止时，通过锁舌卡入锁扣将滚转框与偏航框锁定，防止滚转框与偏航框相对旋转，克服电机制动力矩不足的缺点，保障飞行员上机安全；当回转止动机构止动时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号，且将此信号传递给安全控制系统，此时不允许驱动电机工作，实现安全联锁；当回转止动机构解锁时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号，此时允许驱动电机工作，保证运行安全。

Description

用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构

技术领域

本发明属于直升机动态飞行模拟技术领域，具体涉及用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构。

背景技术

直升机动态飞行模拟器是一种基于离心机平台的模拟训练设备。可实现持续载荷下飞行员的空间任意三自由度姿态变化，易诱发多种空间定向障碍，可在地面环境下模拟多种异常飞行状态，已达到让飞行员认知定向障碍，掌握定向障碍发生的环境、表现形式以及克服方法。

空间三自由度为偏航、滚转和俯仰自由度，偏航自由度由电机驱动偏航框实现，滚转自由度由电机驱动滚转框实现，俯仰自由度由电机驱动座舱实现。

当开始训练飞行员前，飞行员需借助梯子或其他工具进入座舱。因此飞行员上机时需要飞行模拟器保持初始状态，偏航框、滚转框、座舱之间不产生相对运动，以免引起飞行员跌落事故。

通常基于离心机平台的飞行模拟器轴驱动会采用直驱电机，配电磁制动器或液压制动器，在系统静止时，制动器工作可保证各轴不产生相对运动。但是电机、制动器需要非标定制，体积重量大，造成安装空间受限制。同时增加了系统的转动惯量，因而电机驱动功率及扭矩也需进一步增加，转框结构也需进一步增强，最终造成系统规模增大，成本成倍增加。因此电磁或液压制动器适用于大型飞行模拟器。而采用货架产品的电机和减速器驱动，可以大幅降低产品成本，但是电机自带的制动力矩不足，当飞行员上机时，滚转框与偏航框之间可能产生相对运动，可能引发跌落事故，造成安全隐患。因此需设计专门的止动机构。

偏航框与滚转框之间的力矩半径较小，负载较大，因此需设计支承强度较大的止动机构。

为了解决以上问题我方研发出了一种用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，包括多组回转止动机构，每组回转止动机构包括：

可转动连接安装在偏航框上的锁舌；

固定安装在滚转框上与锁舌尺寸匹配的锁扣；锁舌卡入锁扣内用于锁定此时偏航框与滚转框的位置状态；锁舌脱离锁扣时，偏航框与滚转框可相对转动。

可在设备静止时，通过锁舌卡入锁扣将滚转框与偏航框锁定，防止滚转框与偏航框相对旋转，克服电机制动力矩不足的缺点，保障飞行员上机安全。

具体地，每组回转止动机构还包括：

转动底座；转动底座为U型结构，转动底座的底端固定在偏航框上，转动底座的侧壁上设置有两个相对的通孔；

转轴；转轴为L型结构，转轴的第一端依次穿过一个通孔、锁舌的第一端和另一个通孔，锁舌的第二端用于与锁扣匹配锁定，锁舌的第一端置于转动底座的槽口内，锁舌的第一端通过多个销与转轴固定连接。

通过转动底座的设置可以便于转轴、锁舌的可转动安装；通过L型转轴的设置以及与锁舌的配合关系，可以方便通过转轴手动对锁舌进行转动。

进一步地，每组回转止动机构还包括：

安装板；安装板与转轴的第一端固定连接，接近式位移传感器的测头安装在安装板上；

传感器座；传感器座固定安装在偏航框上，接近式位移传感器的本体安装在传感器座上，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头位置相互匹配；当锁舌卡入锁扣内时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号；当锁舌与锁扣脱离时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号；

安全控制系统；安全控制系统的数据信号输入端与接近式位移传感器的测头的数据信号输出端连接，安全控制系统的控制信号输出端与滚转框驱动电机的控制信号输入端连接。

当回转止动机构止动时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号，且将此信号传递给安全控制系统，此时不允许驱动电机工作，实现安全联锁；当回转止动机构解锁时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号，此时允许驱动电机工作，保证运行安全。

优选地，每组回转止动机构还包括一U型止动底座，止动底座的两侧壁上均设置有位置对应的槽口，止动底座的两侧壁内均设置有孔洞，弹簧的第一端固定安装在孔洞的底部，弹簧的第二端固定连接一钢球；当锁舌卡入锁扣内时，转轴的第二端推动钢球压缩弹簧，转轴的第二端卡入止动底座一侧壁上的槽口内；当锁舌与锁扣脱离时，转轴的第二端推动钢球压缩弹簧，转轴的第二端卡入止动底座另一侧壁上的槽口内。

当锁舌卡入锁扣内时和锁舌与锁扣脱离时；转轴的第二端均卡入止动底座一个侧壁上的槽口内，弹簧被压缩产生的弹力推动钢珠作用于转轴的第二端侧壁，使得钢珠与转轴的侧壁的摩擦力大于转轴在离心场下的转动力，因此转轴的第二端被卡死在止动底座一个侧壁上的槽口内，使得转轴在离心场下固定不转动，亦保证了锁舌的位置不出现变化，保证锁舌不会因为误转动对滚转框的运行安全造成影响。

更优选地，在止动底座的一侧壁的槽口处设置有两个孔洞，两个孔洞相对设置，且置于止动底座的侧壁的槽口两侧。

采用两个弹簧同时被压缩产生的弹力推动两个钢珠从两侧作用于转轴的侧壁，进一步加大了钢珠与转轴的侧壁的摩擦力，使得转轴在离心场下固定不转动，更加的稳定；且因为两个钢珠与转轴的接触面较小，使得转轴更容易卡入止动底座侧壁上的槽口内。

进一步地，在转轴的第二端侧壁上设置有用于与钢球匹配卡紧的锥形孔。

采用在转轴的第二端侧壁上设置锥形孔，当钢珠卡入锥形孔后，其会产生更加不易脱离的效果。

更进一步地，止动底座的侧壁上的槽口宽度略大于转轴的第二端的直径。

止动底座的侧壁上的槽口尺寸和转轴的第二端尺寸设计方便了对转轴插入止动底座的侧壁上的槽口进行定位，亦避免了钢珠过多的伸出孔洞可能会对转轴的卡入造成影响。

本发明的有益效果在于：

本发明的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构：

1、可在设备静止时，通过锁舌卡入锁扣将滚转框与偏航框锁定，防止滚转框与偏航框相对旋转，克服电机制动力矩不足的缺点，保障飞行员上机安全。

2、当回转止动机构止动时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号，且将此信号传递给安全控制系统，此时不允许驱动电机工作，实现安全联锁；当回转止动机构解锁时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号，此时允许驱动电机工作，保证运行安全。

3、当锁舌卡入锁扣内时和锁舌与锁扣脱离时；转轴的第二端均卡入止动底座一个侧壁上的槽口内，弹簧被压缩产生的弹力推动钢珠作用于转轴的第二端侧壁，使得钢珠与转轴的侧壁的摩擦力大于转轴在离心场下的转动力，因此转轴的第二端被卡死在止动底座一个侧壁上的槽口内，使得转轴在离心场下固定不转动，亦保证了锁舌的位置不出现变化，保证锁舌不会因为误转动对滚转框的运行安全造成影响。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的半剖结构示意图；

图3为本发明的仰视图。

图中：1、回转止动机构；11、安装板；12、转动底座；13、锁舌；14、销；15、转轴；16、止动底座；17、压紧螺钉；18、弹簧；19、钢球；110、传感器座；111、锁扣；2、滚转框；3、偏航框。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1，如图1和图2所示：

用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，包括多组回转止动机构1，每组回转止动机构1包括：

可转动连接安装在偏航框3上的锁舌13；

固定安装在滚转框2上与锁舌13尺寸匹配的锁扣111；锁舌13卡入锁扣111内用于锁定此时偏航框3与滚转框2的位置状态；锁舌13脱离锁扣111时，偏航框3与滚转框2可相对转动。

可在设备静止时，通过锁舌13卡入锁扣111将滚转框2与偏航框3锁定，防止滚转框2与偏航框3相对旋转，克服电机制动力矩不足的缺点，保障飞行员上机安全。

实施例2，如图2和图3所示：

本实施例与实施例1的区别在于：每组回转止动机构1还包括：

转动底座12；转动底座12为U型结构，转动底座12的底端固定在偏航框3上，转动底座12的侧壁上设置有两个相对的通孔；

转轴15；转轴15为L型结构，转轴15的第一端依次穿过一个通孔、锁舌13的第一端和另一个通孔，锁舌13的第二端用于与锁扣111匹配锁定，锁舌13的第一端置于转动底座12的槽口内，锁舌13的第一端通过多个销14与转轴15固定连接。

通过转动底座12的设置可以便于转轴15、锁舌13的可转动安装；通过L型转轴15的设置以及与锁舌13的配合关系，可以方便通过转轴15手动对锁舌13进行转动。

实施例3，如图2和图3所示：

本实施例与实施例2的区别在于：每组回转止动机构1还包括：

安装板11；安装板11与转轴15的第一端固定连接，接近式位移传感器的测头安装在安装板11上；

传感器座110；传感器座110固定安装在偏航框3上，接近式位移传感器的本体安装在传感器座110上，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头位置相互匹配；当锁舌13卡入锁扣111内时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号；当锁舌13与锁扣111脱离时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号；

安全控制系统；安全控制系统的数据信号输入端与接近式位移传感器的测头的数据信号输出端连接，安全控制系统的控制信号输出端与滚转框2驱动电机的控制信号输入端连接。

当回转止动机构1止动时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号，且将此信号传递给安全控制系统，此时不允许驱动电机工作，实现安全联锁；当回转止动机构1解锁时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号，此时允许驱动电机工作，保证运行安全。接近式位移传感器为现有技术，在此对其工作原理不做敷述。安全控制系统在现有技术中优选一处理器来完成工作，此处理器具备接收数据信息，然后根据数据信息来触发控制命令至驱动电机，此亦是现有技术，在此不对其具体工作原理进行敷述。

实施例4，如图2和图3所示：

本实施例与实施例2的区别在于：每组回转止动机构1还包括一U型止动底座16，止动底座16的两侧壁上均设置有位置对应的槽口，止动底座16的两侧壁内均设置有孔洞，弹簧18的第一端固定安装在孔洞的底部，弹簧18的第二端固定连接一钢球19；当锁舌13卡入锁扣111内时，转轴15的第二端推动钢球19压缩弹簧18，转轴15的第二端卡入止动底座16一侧壁上的槽口内；当锁舌13与锁扣111脱离时，转轴15的第二端推动钢球19压缩弹簧18，转轴15的第二端卡入止动底座16另一侧壁上的槽口内。

当锁舌13卡入锁扣111内时和锁舌13与锁扣111脱离时；转轴15的第二端均卡入止动底座16一个侧壁上的槽口内，弹簧18被压缩产生的弹力推动钢珠作用于转轴15的第二端侧壁，使得钢珠与转轴15的侧壁的摩擦力大于转轴15在离心场下的转动力，因此转轴15的第二端被卡死在止动底座16一个侧壁上的槽口内，使得转轴15在离心场下固定不转动，亦保证了锁舌13的位置不出现变化，保证锁舌13不会因为误转动对滚转框2的运行安全造成影响。只有通过手动扳动转轴15，才能起到让转轴15的第二端脱离止动底座16的目的。在实际使用过程中，在锁舌13与锁扣111脱离时，转轴的第二端不会立刻卡入止动底座，会经过一段用手摇动的时间后，才会卡入止动底座。

实施例5，如图2和图3所示：

本实施例与实施例4的区别在于：在止动底座16的一侧壁的槽口处设置有两个孔洞，两个孔洞相对设置，且置于止动底座16的侧壁的槽口两侧。

采用两个弹簧18同时被压缩产生的弹力推动两个钢珠从两侧作用于转轴15的侧壁，进一步加大了钢珠与转轴15的侧壁的摩擦力，使得转轴15在离心场下固定不转动，更加的稳定；且因为两个钢珠与转轴15的接触面较小，使得转轴15更容易卡入止动底座16侧壁上的槽口内。

实施例6，如图3所示：

本实施例与实施例4或实施例5任一项的区别在于：在转轴15的第二端侧壁上设置有用于与钢球19匹配卡紧的锥形孔。

采用在转轴15的第二端侧壁上设置锥形孔，当钢珠卡入锥形孔后，其会产生更加不易脱离的效果。

实施例7，如图2和图3所示：

本实施例与实施例6的区别在于：止动底座16的侧壁上的槽口宽度略大于转轴15的第二端的直径。

止动底座16的侧壁上的槽口尺寸和转轴15的第二端尺寸设计方便了对转轴15插入止动底座16的侧壁上的槽口进行定位，亦避免了钢珠过多的伸出孔洞可能会对转轴15的卡入造成影响。

实施例8：

本实施例1-实施例7任一项的区别在于：锁扣111为框体结构，框体结构内设置有卡槽，卡槽优选底部为弧形，此为配合锁舌13的转动特性而设置，此外锁舌13卡入锁扣111的一端亦优选为与卡槽底部的弧形弧度相同的弧形结构。

实施例9：

本实施例4-实施例7任一项的区别在于：优选当弹簧18为自由状态时候，钢珠有超过一般的部分位于止动底座16的侧壁内的孔洞内，此时转轴15的卡入和卡出均较为顺畅。

实施例10，如图3所示：

本实施例4-实施例7任一项的区别在于：还包括有压紧螺钉17，压紧螺钉17从止动底座的侧壁旋入，直至孔洞内，弹簧18的第一端固定在压紧螺钉17上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (7)

1.用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于，包括多组回转止动机构，每组回转止动机构包括：

可转动连接安装在偏航框上的锁舌；

固定安装在滚转框上与锁舌尺寸匹配的锁扣；锁舌卡入锁扣内用于锁定此时偏航框与滚转框的位置状态；锁舌脱离锁扣时，偏航框与滚转框可相对转动。

2.根据权利要求1所述的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于，每组回转止动机构还包括：

转动底座；转动底座为U型结构，转动底座的底端固定在偏航框上，转动底座的侧壁上设置有两个相对的通孔；

转轴；转轴为L型结构，转轴的第一端依次穿过一个通孔、锁舌的第一端和另一个通孔，锁舌的第二端用于与锁扣匹配锁定，锁舌的第一端置于转动底座的槽口内，锁舌的第一端通过多个销与转轴固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于，每组回转止动机构还包括：

安装板；安装板与转轴的第一端固定连接，接近式位移传感器的测头安装在安装板上；

传感器座；传感器座固定安装在偏航框上，接近式位移传感器的本体安装在传感器座上，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头位置相互匹配；当锁舌卡入锁扣内时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头靠近，接近式位移传感器的测头检测到接近式位移传感器的本体的信号；当锁舌与锁扣脱离时，接近式位移传感器的本体与接近式位移传感器的测头分离，接近式位移传感器的测头检测不到接近式位移传感器的本体的信号；

安全控制系统；安全控制系统的数据信号输入端与接近式位移传感器的测头的数据信号输出端连接，安全控制系统的控制信号输出端与滚转框驱动电机的控制信号输入端连接。

4.根据权利要求2所述的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于：每组回转止动机构还包括一U型止动底座，止动底座的两侧壁上均设置有位置对应的槽口，止动底座的两侧壁内均设置有孔洞，弹簧的第一端固定安装在孔洞的底部，弹簧的第二端固定连接一钢球；当锁舌卡入锁扣内时，转轴的第二端推动钢球压缩弹簧，转轴的第二端卡入止动底座一侧壁上的槽口内；当锁舌与锁扣脱离时，转轴的第二端推动钢球压缩弹簧，转轴的第二端卡入止动底座另一侧壁上的槽口内。

5.根据权利要求4所述的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于：在止动底座的一侧壁的槽口处设置有两个孔洞，两个孔洞相对设置，且置于止动底座的侧壁的槽口两侧。

6.根据权利要求4或5所述的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于：在转轴的第二端侧壁上设置有用于与钢球匹配卡紧的锥形孔。

7.根据权利要求6所述的用于直升机动态飞行模拟器的滚转自由度回转止动机构，其特征在于：止动底座的侧壁上的槽口宽度略大于转轴的第二端的直径。