CN109850126A - 一种飞机操纵模块化综合控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞机驾驶操纵杆系设计领域，具体涉及一种飞机综合控制装置。飞机驾驶舱里各部件之间分别进行连接，连接较为独立分散，整体重量高，体积大。本发明为提高飞行控制操纵杆系的性能，采用模块化集成设计，在主轴上装有操纵力反馈组件，该主轴在壳体一端外侧与摇臂连接，在壳体另一端外侧与角位移传感器组件连接；所述主轴通过AP减速器与壳体外部的AP伺服作动器连接，通过齿轮增速器与电磁阻尼器连接，通过配平减速器与壳体外部的配平作动器连接。实现飞行操纵人感系统,驾驶员操纵指令转换功能，提供阻尼力，配平和自驾作动器传动接口等功能，减小系统体积，减轻系统重量轻，减小摩擦和间隙，提高飞机操纵可靠性和寿命。
Description
技术领域
本发明属于飞机驾驶操纵杆系设计领域，具体涉及一种飞机操纵模块化综合控制装置。
背景技术
电传飞行控制驾驶舱操纵系统中，安装的操纵指令位置检测部件，用以检测对飞机操纵的机械角位移信号；安装的人工感觉力机构为飞行员产生人工感觉力；安装的配平作动器部件实现操纵配平功能；安装的自动驾驶(AP)伺服作动器实现自动驾驶操纵；安装的阻尼器实现操纵杆系阻尼。以上这些部件均分别安装飞机驾驶舱操纵杆系的不同位置，各部件之间分别通过杆系连接，连接独立分散，整体重量高，体积大，在安装，拆卸，调试及维护中有一定的不足之处。为提高飞行控制操纵杆系的性能，可靠性及安全性，采用模块化设计，将上述的位置检测部件，人工感觉系统，配平功能，自驾功能以及阻尼功能均用一个模块化综合控制装置实现，减小系统体积，减轻系统重量，使得拆装方便以及维护性好，提高飞机操纵品质、可靠性和寿命。
发明内容
本发明的目的是：针对现有飞机操纵系统杆系存在的不足，提出了一种飞机操纵模块化综合控制装置，采用模块化集成设计，实现飞行操纵人感系统,驾驶员操纵指令转换功能，提供阻尼，配平和自驾等功能，减小系统体积，减轻系统重量，减小摩擦和间隙，提高飞机操纵品质、可靠性和寿命。
本发明的技术方案是：一种飞机操纵模块化综合控制装置，该装置在壳体内安装有主轴，在主轴上装有操纵力反馈组件，该主轴在壳体一端外侧与摇臂连接，在壳体另一端外侧与角位移传感器组件连接；所述主轴通过AP减速器与壳体外部的AP伺服作动器连接，通过齿轮增速器与电磁阻尼器连接，通过配平减速器与壳体外部的配平作动器连接。
在所述齿轮增速器的传动路径上还安装有力矩限制器。
所述操纵力反馈组件为扭转弹簧组件，包括扭转弹簧和端部的支撑圆盘，产生操纵的回复力，为驾驶员操纵提供人工感觉力。
所述的扭转弹簧为一矩形截面扭转弹簧。
所述角位移传感器组件具有多组角位移传感器以及多个电连接器。
所述主轴通过轴承支撑在壳体上绕轴线旋转。
所述配平减速器还与操纵力反馈组件连接，为操纵力反馈组件建立锚定点。
所述配平作动器具有单向输出特性，能改变锚定点位置使操纵力反馈组件回复到无力反馈状态。
所述摇臂替换为滑滚、链轮或鼓轮。
本发明的优点是：一种飞机操纵模块化综合控制装置,主要由壳体，人工感觉力组件，四余度RVDT位置传感器组件，电磁阻尼器，摩擦力矩限制器，减速器和增速器组成；实现为飞行员提供操纵感觉力,将飞行员的机械操纵指令转换为电信号，提供操纵阻尼力，提供配平和自驾作动器传动等功能,实现的功能多，集成度高，结构体积小，重量轻，减小摩擦和间隙，安装及维护方便，可靠性高，寿命长，有利于飞机操纵的安全性和操纵品质。
附图说明
图1是本发明的一种飞机操纵模块化综合控制装置原理示意图。
其中：1-壳体、2-摇臂、3-主轴、4-AP伺服作动器、5-AP减速器、6-操纵力反馈组件、7-配平减速器、8-配平作动器、9-角位移传感器组件、10-电连接器、11-电磁阻尼器、12-力矩限制器、13-齿轮增速器。
具体实施方式
参见附图1，一种飞机操纵控制综合装置，
该装置在壳体1内安装有主轴3，在主轴3上装有操纵力反馈组件6，该主轴3在壳体1一端外侧与摇臂2连接，在壳体1另一端外侧与角位移传感器组件9连接；所述主轴3通过AP减速器5与壳体 1外部的AP伺服作动器4连接，通过齿轮增速器13与电磁阻尼器11 连接，通过配平减速器7与壳体1外部的配平作动器8连接。
所述的壳体1固定连接在外部机体结构上，主轴3安装在壳体1 上能绕轴线旋转，主轴3穿过操纵力反馈组件6和角位移传感器组件 9，主轴3上固定有摇臂2能与飞机驾驶杆连接，操纵力反馈组件6 的一端通过配平作动器8锚定时，操纵驾驶杆使摇臂带动主轴旋转，使得操纵力反馈组件6扭转弹簧扭转产生回复力，为驾驶员操纵提供人工感觉力。
角位移传感器组件9有四个带消隙齿轮的角位移传感器，主轴3 上固定有中心齿轮，四个角位移传感器与中心齿轮啮合，主轴3旋转时，带动四个角位移传感器同步旋转，检测主轴3的旋转角度并以电信号的形式输出至飞控系统。
操纵力反馈组件6包括扭转弹簧，支撑圆盘，支撑圆盘与扭转弹簧端面固定连接，所述的扭转弹簧为一矩形截面扭转弹簧，操纵力反馈组件6的右端约束时，通过操纵驾驶杆使操纵力反馈组件6的左端绕主轴3的旋转，产生人工感觉力。
配平减速器7连接配平作动器8与操纵力反馈组件6的一端面，所述的配平作动器8具有不可逆传动的单向输出特性，为操纵力反馈组件6建立锚定点，单向输出时能改变锚定点位置使操纵力反馈组件 6回复到无力反馈的状态实现操纵配平。
力矩限制器12连接齿轮增速器13和阻尼器11，齿轮增速器13 将主轴3与力矩限制器12连接，操纵驾驶杆使主轴旋转运动时，电磁阻尼器11产生一个阻尼力矩，稳定驾驶杆的操纵；力矩限制器12 是一个摩擦式力矩限制器，设置有打滑力矩门限值，当电机出现故障影响主轴3的转动时，主轴上的操纵力克服摩擦式力矩限制器力矩门限值时，摩擦式力矩限制器打滑，切断了主轴与阻尼电机之间的传动，主轴3能够正常旋转，从而保证操纵安全。
减速器5连接AP伺服作动器4与主轴3，所述的主轴3上有齿轮，AP伺服作动器4的旋转通过减速器5带动主轴3旋转，主轴3 旋转带动角位移传感器组件9上的四个角位移传感器旋转，将机械位置转换为电信号送给飞控系统，同时通过摇臂2带动驾驶杆随动，实现自动驾驶控制传动。
在壳体上设置有两组限位凸块，一组凸块位于操纵力反馈组件6 左边的壳体上，限制主轴的旋转角度，另一组凸块位于操纵力反馈组件6右边的壳体上，限制配平减速器7的旋转角度。
Claims (9)
1.一种飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：该装置在壳体(1)内安装有主轴(3)，在主轴(3)上装有操纵力反馈组件(6)，该主轴(3)在壳体(1)一端外侧与摇臂(2)连接，在壳体(1)另一端外侧与角位移传感器组件(9)连接；所述主轴(3)通过AP减速器(5)与壳体(1)外部的AP伺服作动器(4)连接，通过齿轮增速器(13)与电磁阻尼器(11)连接，通过配平减速器(7)与壳体(1)外部的配平作动器(8)连接。
2.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：在所述齿轮增速器(13)的传动路径上还安装有力矩限制器(12)。
3.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述操纵力反馈组件(6)为扭转弹簧组件，包括扭转弹簧和端部的支撑圆盘，产生操纵的回复力，为驾驶员操纵提供人工感觉力。
4.根据权利要求3所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述的扭转弹簧为一矩形截面扭转弹簧。
5.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述角位移传感器组件(9)具有多组角位移传感器以及多个电连接器(10)。
6.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述主轴(3)通过轴承支撑在壳体(1)上绕轴线旋转。
7.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述配平减速器(7)还与操纵力反馈组件(6)连接，为力反馈组件(6)建立锚定点。
8.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述配平作动器(8)具有单向输出特性，能改变锚定点位置使操纵力反馈组件(6)回复到无力反馈状态。
9.根据权利要求1所述的飞机操纵模块化综合控制装置，其特征在于：所述摇臂(2)替换为滑滚、链轮或鼓轮。
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