CN110294103A - 一种双矢量喷嘴操控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双矢量喷嘴手操控装置，涉及机器人技术领域，包括：机座、指驱分支、动台和随动分支，所述机座固定设置，所述指驱分支的上端与所述动台圆柱副联接，所述指驱分支的下端与所述机座球副联接，所述随动分支的上端与所述动台球副联接，所述随动分支的下端与所述机座球副联接，手指驱动所述指驱分支相对所述动台运动，同时带动所述随动分支随动，本发明提供的双矢量喷嘴手操控装置具有结构紧凑且易于操控的优点。

Description

一种双矢量喷嘴操控装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种双矢量喷嘴操控装置。

背景技术

双矢量喷嘴是目前国内外飞机双矢量发动机的关键装置。美国空军F-35战斗机和俄罗斯苏-35战斗机以及之后的战斗机均采用了矢量推进技术，引领国际战斗机的发展。双矢量推力发动机的矢量喷嘴由液压系统驱动，用燃油系统驱动，矢量推力控制、发动机控制与飞控系统整合在一起，飞控系统可以根据飞行条件自动控制喷嘴方向。控制装置是控制系统的重要组成部分，利用不同方法改变发动机矢量推力的方向，使发动机的矢量推力在其主轴的垂直方向产生侧向分力，形成控制力和力矩，以克服各种干扰，控制航天器的质心运动和绕心运动，使飞机按预定弹道稳定飞行。矢量喷嘴改变飞机发动机矢量推力方向、产生主推力侧向分量的方法有摆动主发动机、摆动游动发动机、摆动发动机喷管和二次喷射等，优点是轴向推力损失小、动态响应快和可提供较大的控制作用等，通过两台发动机矢量推力的分别双向摆动或四台发动机推力的单向摆动同时完成俯仰、偏航和滚动三个通道的控制。除了自动控制，飞行员也可以用手动控制，在飞行员左手边有个按键控制板，可以用按键的方式控制矢量推力。虽然这些优点可以快速提升我国空军战斗力，但若能掌握制造这类飞机的核心技术才是更重要的。虽然目前国产歼20飞机具有一定优势，但至今未采用矢量推进技术，若能采用该技术，必将如虎添翼。因此，中国更需要与其配套的双矢量发动机相应技术和双矢量喷嘴手操控装置。目前，这方面，我们的中国发明授权专利ZL2017105787835公开了矢量喷管3自由度并联驱动装置；2011年意大利的发明专利CN102114916A提出直升飞机操控杆支撑组件；2009美国发明授权CN100549398公开推力矢量后部FLADE发动机；2016年美国在中国发明授权专利CN102343976B公开了飞机控制系统以及向控制杆提供反馈的方法；2015年北京航空航天大学发明授权专利CN104554706B公开一种大展弦比飞翼布局太阳能飞机的新操控方式；2016中国发明授权专利CN105443038B公开了水力遥控式矢量喷嘴，用于驱动舰船航行。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑且操控容易的双矢量喷嘴手操控装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种双矢量喷嘴手操控装置，包括机座、指驱分支、动台和随动分支，所述机座固定设置，所述指驱分支的上端与所述动台圆柱副联接，所述指驱分支的下端与所述机座的中心球副联接，所述随动分支的上端与所述动台球副联接，所述随动分支的下端与所述机座球副联接，手指驱动所述指驱分支相对所述动台运动，同时带动所述随动分支随动。

优选的，所述机座上设置有中心凹球面孔和圆周均布的多个第一球副支座。

优选的，所述动台包括从上到下依次连接且同轴设置的手柄、第一圆盘、套筒、第一圆柱和第一球面体，所述动台的第一球面体与所述机座的凹球面孔球副联接，所述动台的第一圆盘下表面设置有圆周均布的多个第二球副支座,多个所述第二球副支座与所述随动分支的上端球副联接。

优选的，所述指驱分支包括压杆、第一控制部件、辅弹性原件和主弹性原件，所述压杆包括从上到下依次固定连接的第二圆柱和第二圆盘，所述第二圆柱穿过所述手柄，且所述第二圆柱与所述手柄圆柱副联接，所述第一控制部件的外伸端与所述第二圆盘的下表面固定连接，所述第一控制部件的固定端与所述套筒的底面固定连接，所述第一控制部件的外伸端与所述固定端圆柱副联接，所述辅弹性原件设置在所述套筒内，所述辅弹性原件的上端抵在所述第二圆盘的下表面，所述辅弹性原件的下端抵在所述套筒的内底面，所述主弹性原件套设在所述第一圆柱的外部，且所述主弹性原件的上部抵在所述套筒的外端面，所述主弹性原件的下部抵在所述机座的上表面。

优选的，所述辅弹性原件为辅弹簧，所述主弹性原件为主弹簧。

优选的，所述第一控制部件的数量为两个，两个所述第一控制部件关于所述套筒的轴线对称设置。

优选的，所述第一控制部件为第一位移传感器或第一液压阀。

优选的，所述随动分支包括伸缩杆和第二控制部件，所述伸缩杆包括缸套、第三圆盘、活塞杆和第四圆盘，所述缸套固定设置在所述第三圆盘的上部，所述活塞杆与所述缸套圆柱副联接，所述第四圆盘固定设置在所述活塞杆的上部，所述第二控制部件的上端与所述第四圆盘的下表面固定连接，所述第二控制部件的下端与所述第三圆盘的上表面固定连接，所述第四圆盘的外伸端与所述第二球副支座球副联接，所述第三圆盘的外伸端与所述第一球副支座球副联接。

优选的，所述第二控制部件的数量为两个，两个所述第二控制部件对称设置在所述伸缩杆的两侧。

优选的，所述第二控制部件为第二位移传感器或第二液压阀。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供了一种双矢量喷嘴手操控装置，包括机座、指驱分支、动台和随动分支，机座固定设置，指驱分支的上端与动台圆柱副联接，指驱分支的下端与机座球副联接，随动分支的上端与动台球副联接，随动分支的下端与机座球副联接，由此可见，本发明具有结构紧凑的优点；通过手指驱动指驱分支相对动台运动，即可通过机座带动随动分支随之同步运动，由此可见，本发明易于操控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的双矢量喷嘴手操控装置的剖视结构图。

其中：1-机座，2-动台，3-缸套，4-活塞杆，51-第一控制部件，52-第二控制部件，6-压杆，7-主弹簧，8-辅弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种结构紧凑且操控容易的双矢量喷嘴手操控装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示：本实施例提供了一种双矢量喷嘴手操控装置，包括机座1、指驱分支、动台2和随动分支，机座1固定设置，指驱分支的上端与动台2圆柱副联接，指驱分支的下端与机座1球副联接，随动分支的上端与动台2球副联接，指驱分支和随动分支均能相对动台2和机座1转动，随动分支的下端与机座1球副联接，手指驱动指驱分支使其相对动台2运动，同时带动随动分支跟随指驱分支同步运动，由此可见，本发明提供的双矢量喷嘴手操控装置具有结构紧凑且操控容易的优点。

机座1上设置有凹球面孔和多个第一球副支座，凹球面孔设置在机座1的中心，凹球面孔用于与动台2球副联接，多个第一球副支座关于凹球面孔呈中心对称分布，第一球副支座的数量优选为三个；多个第一球副支座均用于与随动分支的下端球副联接。

动台2为一回转体，动台2包括从上到下依次连接且同轴设置的手柄、第一圆盘、套筒、第一圆柱和第一球面体，第一球面体与凹球面孔球副联接，第一圆盘的下表面设置有多个第二球副支座，多个第二球副支座关于动台2的轴线呈中心对称分布，多个第二球副支座与随动分支的上端球副联接，第二球副支座的数量优选为三个。

指驱分支包括压杆6、第一控制部件51、辅弹性原件和主弹性原件，压杆6包括从上到下依次固定连接的第二圆柱和第二圆盘，第二圆柱穿过手柄，手柄内设置有中心通孔，且第二圆柱与手柄内的中心通孔圆柱副联接，第一控制部件51的外伸端与第二圆盘的下表面固定连接，第一控制部件51的固定端与套筒的底面固定连接，外伸端与固定端圆柱副联接，辅弹性原件设置在套筒内，辅弹性原件的上端抵在第二圆盘的下表面，辅弹性原件的下端抵在套筒的内底面，主弹性原件套设在第一圆柱的外部，且主弹性原件的上部抵在套筒的外端面，主弹性原件的下部抵在机座1的上表面。

辅弹性原件为辅弹簧8，主弹性原件为主弹簧7。

第一控制部件51的数量为两个，两个第一控制部件51关于套筒的轴线对称设置。

第一控制部件51为第一位移传感器或第一液压阀。

随动分支包括伸缩杆和第二控制部件52，伸缩杆包括缸套3、第三圆盘、活塞杆4和第四圆盘，缸套3固定设置在第三圆盘的上部，活塞杆4与缸套3圆柱副联接，第四圆盘固定设置在活塞杆4的上部，第二控制部件52的上端与第四圆盘的下表面固定连接，第二控制部件52的下端与第三圆盘的上表面固定连接，第四圆盘的外伸端与第二球副支座球副联接，第三圆盘的外伸端与第一球副支座球副联接。

第二控制部件52的数量为两个，两个第二控制部件52对称设置在伸缩杆的两侧。

第二控制部件52为第二位移传感器或第二液压阀。

工作过程如下：

手指驱动压杆6相对动台2往复移动，迫使压杆6带动第一控制部件51随之运动，使缸套3相对活塞杆4往复运动，从而实现第一控制部件51和第二控制部件52的同步伸缩运动。当手指驱动结束后,辅弹簧8和主弹簧7迫使整个装置复位；

手动操作动台2的手柄使其相对机座1运动，迫使伸缩杆带动第二控制部件52随动，同时对应驱动缸套3相对活塞杆4往复移动，通过动台2能够带动第一控制部件51随之运动，从而实现整个装置的同步运动。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：包括机座、指驱分支、动台和随动分支，所述机座固定设置，所述指驱分支的上端与所述动台圆柱副联接，所述指驱分支的下端与所述机座的中心球副联接，所述随动分支的上端与所述动台球副联接，所述随动分支的下端与所述机座球副联接，手指驱动所述指驱分支相对所述动台运动，同时带动所述随动分支随动。

2.根据权利要求1所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述机座上设置有中心凹球面孔和圆周均布的多个第一球副支座。

3.根据权利要求2所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述动台包括从上到下依次连接且同轴设置的手柄、第一圆盘、套筒、第一圆柱和第一球面体，所述动台的第一球面体与所述机座的凹球面孔球副联接，所述动台的第一圆盘下表面设置有圆周均布的多个第二球副支座,多个所述第二球副支座与所述随动分支的上端球副联接。

4.根据权利要求3所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述指驱分支包括压杆、第一控制部件、辅弹性原件和主弹性原件，所述压杆包括从上到下依次固定连接的第二圆柱和第二圆盘，所述第二圆柱穿过所述手柄，且所述第二圆柱与所述手柄圆柱副联接，所述第一控制部件的外伸端与所述第二圆盘的下表面固定连接，所述第一控制部件的固定端与所述套筒的底面固定连接，所述第一控制部件的外伸端与所述固定端圆柱副联接，所述辅弹性原件设置在所述套筒内，所述辅弹性原件的上端抵在所述第二圆盘的下表面，所述辅弹性原件的下端抵在所述套筒的内底面，所述主弹性原件套设在所述第一圆柱的外部，且所述主弹性原件的上部抵在所述套筒的外端面，所述主弹性原件的下部抵在所述机座的上表面。

5.根据权利要求4所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述辅弹性原件为辅弹簧，所述主弹性原件为主弹簧。

6.根据权利要求4所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述第一控制部件的数量为两个，两个所述第一控制部件关于所述套筒的轴线对称设置。

7.根据权利要求4所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述第一控制部件为第一位移传感器或第一液压阀。

8.根据权利要求3所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述随动分支包括伸缩杆和第二控制部件，所述伸缩杆包括缸套、第三圆盘、活塞杆和第四圆盘，所述缸套固定设置在所述第三圆盘的上部，所述活塞杆与所述缸套圆柱副联接，所述第四圆盘固定设置在所述活塞杆的上部，所述第二控制部件的上端与所述第四圆盘的下表面固定连接，所述第二控制部件的下端与所述第三圆盘的上表面固定连接，所述第四圆盘的外伸端与所述第二球副支座球副联接，所述第三圆盘的外伸端与所述第一球副支座球副联接。

9.根据权利要求8所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述第二控制部件的数量为两个，两个所述第二控制部件对称设置在所述伸缩杆的两侧。

10.根据权利要求8所述的双矢量喷嘴手操控装置，其特征在于：所述第二控制部件为第二位移传感器或第二液压阀。