CN110877754B - 一种飞机油门模拟设备的力反馈装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种力反馈装置，特别涉及一种飞机油门模拟设备的力反馈装置。包括直线驱动机构、导轨、支撑台架、移动滑板及弹性连接件，其中导轨和直线驱动机构设置于支撑台架上，移动滑板与导轨滑动连接，直线驱动机构与移动滑板连接，弹性连接件设置于移动滑板上，用于与飞机油门模拟设备连接；直线驱动机构驱动移动滑板沿导轨移动，从而通过弹性连接件的拉伸产生反馈负载。本发明能够快速准确的跟随负载需求曲线，准确模拟负载的作用效果，提高效率和精度。

Description

一种飞机油门模拟设备的力反馈装置
技术领域
本发明涉及一种力反馈装置，特别涉及一种飞机油门模拟设备的力反馈装置。
背景技术
飞机油门模拟设备在飞机操作模拟训练，设备的试验检测等领域有着广泛的应用，通过模拟油门的真实的力反馈效果，达到与真实油门一致的操作感，就可以替代真实油门操作，能够大幅度减少训练成本，不会对真机造成损耗，提高效率，同时也便于自动化操作，在设备试验与检验等方面，大幅提高效率。飞机油门模拟设备在训练与设备实验与检验等应用中有着重要的作用。
飞机油门模拟设备采用真实钢索传动，钢索直接连接到力反馈装置上，由力反馈装置替代发动机等环节的油门负载。通过力反馈装置模拟原有的油门负载，使油门操作者以真实的操作力操作油门模拟设备，进行模拟训练或是进行试验与检验等。
钢索末端油门力反馈装置常用的负载有砝码负载，砝码负载可以准确的进行模拟加载，产生准确固定的反馈力，但是不能真实的反应油门行程变化时的力反馈曲线；还使减速伺服电机模拟负载，能够按照油门行程变化的力反馈曲线进行模拟加载，但是符合加载要求的减速电机的响应速度慢，不能够跟随油门快速变化时的力反馈曲线，效率低，精度低，控制复杂而且难度高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供由于一种飞机油门模拟设备的力反馈装置，以解决减速电机力反馈响应速度慢，效率低，精度低等问题，能够快速准确的跟随油门力反馈曲线，模拟真实的飞机油门的力反馈效果，提高效率和精度。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种飞机油门模拟设备的力反馈装置，包括直线驱动机构、导轨、支撑台架、移动滑板及弹性连接件，其中导轨和直线驱动机构设置于支撑台架上，所述移动滑板与所述导轨滑动连接，所述直线驱动机构与所述移动滑板连接，所述弹性连接件设置于所述移动滑板上，用于与飞机油门模拟设备连接；所述直线驱动机构驱动所述移动滑板沿导轨移动，从而通过所述弹性连接件的拉伸产生反馈负载。
所述直线驱动机构包括直线电机组件，所述直线电机组件包括直线电机支撑板、直线电机定子及直线电机动子，其中直线电机支撑板设置于所述支撑台架上，所述直线电机定子设置于所述直线电机支撑板上，所述直线电机动子位于所述直线电机定子的上方，并且与所述移动滑板连接。
所述直线电机组件还包括磁性编码器，所述磁性编码器设置于所述移动滑板上。
所述直线电机组件还包括拖链组件，所述拖链组件包括拖链、上拖链安装板及下拖链安装板，其中下拖链安装板设置于所述支撑台架上、且与所述导轨平行，所述上拖链安装板设置于所述移动滑板上，所述拖链与所述直线电机动子连接，并且两端分别与所述上拖链安装板和所述下拖链安装板连接。
所述弹性连接件包括弹簧支座和弹簧，其中弹簧支座设置于所述移动滑板上，所述弹簧的一端与所述弹簧支座连接，另一端通过钢丝绳与所述飞机油门模拟设备连接。
所述导轨包括平行设置的第一导轨和第二导轨，所述直线驱动机构设置于所述第一导轨和第二导轨之间。
所述第一导轨或所述第二导轨的一端设有第一限位传感器和零位传感器，另一端设有第二限位传感器。
所述支撑台架的两端设有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板上分别设有第一防撞块和第二防撞块，所述移动滑板在所述第一防撞块和第二防撞块之间移动。
所述移动滑板上设有与所述第一防撞块相对应的第三防撞块。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明针对模拟负载或力反馈需求，能够提供高精度的模拟负载或力反馈。
2.本发明能够模拟拉力和扭矩负载，通过直接和圆盘连接实现模拟拉力和扭矩负载。
3.本发明模拟负载或力反馈响应速度快、延迟低，采用直线电机驱动，高加速度的性能，实现比机械、制动器或旋转减速电机模拟负载更快速的响应速度和低延时。
4.本发明结构紧凑、安装方便。本发明直线电机组件及其它组件整体安装于支撑台架上，结构紧凑，便于整体安装。
5.本发明具有模块化设计，负载适应性强，操作简单，效率高。本发明可通过更换不同弹性系数的弹簧，就可实现不同负载模拟范围，可适应多种负载范围，操作简单，效率高。
附图说明
图1为本发明飞机油门模拟设备的力反馈装置的结构示意图之一；
图2为本发明飞机油门模拟设备的力反馈装置的结构示意图之二；
图3为本发明飞机油门模拟设备的力反馈装置的结构示意图之三；
图4为本发明的工作过程示意图。
其中，1为直线电机动子，2为磁性编码器，3为直线电机定子，4为支撑台架，5为直线电机支撑板，6为第一导轨，7为移动滑板，8为弹簧，9为弹簧支座，10为第一挡板，11为第一防撞块，12为零位传感器，13为零位传感器安装座，14为第一限位传感器，15为第一限位传感器安装座，16为第二限位传感器，17为上拖链安装板，18为拖链，19为下拖链安装板，21为第二挡板，20为第二防撞块，22为第三防撞块，23为第二限位传感器安装座，24为第二导轨，25为第一滑块，26为第二滑块，27为钢丝绳，28为飞机油门模拟设备。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1-3所示，本发明提供的一种飞机油门模拟设备的力反馈装置，包括直线驱动机构、导轨、支撑台架4、移动滑板7及弹性连接件，其中导轨和直线驱动机构设置于支撑台架4上，移动滑板7与导轨滑动连接，直线驱动机构与移动滑板7连接，弹性连接件设置于移动滑板7上，用于与飞机油门模拟设备连接；直线驱动机构驱动移动滑板7沿导轨移动，从而通过弹性连接件的拉伸产生反馈负载。
如图1所示，直线驱动机构包括直线电机组件，直线电机组件包括直线电机支撑板5、直线电机定子3及直线电机动子1，其中直线电机支撑板5设置于支撑台架4上，直线电机定子3设置于直线电机支撑板5上，直线电机动子1位于直线电机定子3的上方，并且与移动滑板7连接。
进一步地，直线电机组件还包括磁性编码器2，磁性编码器2设置于移动滑板7上。
进一步地，直线电机组件还包括拖链组件，拖链组件包括拖链18、上拖链安装板17及下拖链安装板19，其中下拖链安装板19设置于支撑台架4上、且与导轨平行，上拖链安装板17设置于移动滑板7上，拖链18与直线电机动子1连接，并且两端分别与上拖链安装板17和下拖链安装板19连接。
如图1所示，弹性连接件包括弹簧支座9和弹簧8，其中弹簧支座9设置于移动滑板7上，弹簧8的一端与弹簧支座9连接，另一端通过钢丝绳27与飞机油门模拟设备连接。
导轨包括平行设置的第一导轨6和第二导轨24，移动滑板7通过第一滑块25和第二滑块25分别与第一导轨6和第二导轨24连接。直线电机组件设置于第一导轨6和第二导轨24之间，直线电机动子1能够沿第一导轨6和第二导轨24移动。第一导轨6或第二导轨24的一端设有第一限位传感器14和零位传感器12，另一端设有第二限位传感器16。
进一步地，支撑台架4的两端设有第一挡板10和第二挡板21，第一挡板10和第二挡板21上分别设有第一防撞块11和第二防撞块20，移动滑板7在第一防撞块11和第二防撞块20之间移动。
如图2所示，移动滑板7上设有与第一防撞块11相对应的第三防撞块22。
直线电机组件运动时，直线电机动子1带动移动滑板7沿第一导轨6和第二导轨24移动，从而带动弹簧支座9沿第一导轨6和第二导轨24移动，进而对弹簧8进行拉伸。根据胡克定律，可计算出弹簧8的不同拉伸长度产生的拉力，通过直线电机动子1移动带动弹簧8能够准确的产生需要的拉力，可以通过钢丝绳27连接拉力载荷，为载荷提供拉力负载，也可以通过钢丝绳连接圆盘，连接扭矩载荷，为载荷提供扭矩负载。
本发明的力反馈模拟过程是：
如图4所示，将本发明装置与飞机油门模拟设备28连接，与控制设备连接，本发明工作原理是：
力反馈装置处于初始状态，当飞机油门模拟设备28的推杆两个方向转动时，控制设备根据设定的油门模拟设备模拟负载的曲线，通过计算，控制直线电机动子1移动带动弹簧8产生需要的负载，实现对油门模拟设备的力反馈。
本发明针对模拟负载或力反馈需求，能够提供高精度的模拟负载或力反馈；能够模拟拉力和扭矩负载，通过直接和圆盘连接实现模拟拉力和扭矩负载。本发明模拟负载或力反馈响应速度快、延迟低，采用直线电机驱动，高加速度的性能，实现比机械、制动器或旋转减速电机模拟负载更快速的响应速度和低延时。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，包括直线驱动机构、导轨、支撑台架(4)、移动滑板(7)及弹性连接件，其中导轨和直线驱动机构设置于支撑台架(4)上，所述移动滑板(7)与所述导轨滑动连接，所述直线驱动机构与所述移动滑板(7)连接，所述弹性连接件设置于所述移动滑板(7)上，用于与飞机油门模拟设备连接；所述直线驱动机构驱动所述移动滑板(7)沿导轨移动，从而通过所述弹性连接件的拉伸产生反馈负载；
所述直线驱动机构包括直线电机组件，所述直线电机组件包括直线电机支撑板(5)、直线电机定子(3)及直线电机动子(1)，其中直线电机支撑板(5)设置于所述支撑台架(4)上，所述直线电机定子(3)设置于所述直线电机支撑板(5)上，所述直线电机动子(1)位于所述直线电机定子(3)的上方，并且与所述移动滑板(7)连接；
所述弹性连接件包括弹簧支座(9)和弹簧(8)，其中弹簧支座(9)设置于所述移动滑板(7)上，所述弹簧(8)的一端与所述弹簧支座(9)连接，另一端通过钢丝绳(27)与所述飞机油门模拟设备连接。
2.根据权利要求1所述的飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，所述直线电机组件还包括磁性编码器(2)，所述磁性编码器(2)设置于所述移动滑板(7)上。
3.根据权利要求1所述的飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，所述直线电机组件还包括拖链组件，所述拖链组件包括拖链(18)、上拖链安装板(17)及下拖链安装板(19)，其中下拖链安装板(19)设置于所述支撑台架(4)上、且与所述导轨平行，所述上拖链安装板(17)设置于所述移动滑板(7)上，所述拖链(18)与所述直线电机动子(1)连接，并且两端分别与所述上拖链安装板(17)和所述下拖链安装板(19)连接。
4.根据权利要求1所述的飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，所述导轨包括平行设置的第一导轨(6)和第二导轨(24)，所述直线驱动机构设置于所述第一导轨(6)和第二导轨(24)之间。
5.根据权利要求4所述的飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，所述第一导轨(6)或所述第二导轨(24)的一端设有第一限位传感器(14)和零位传感器(12)，另一端设有第二限位传感器(16)。
6.根据权利要求1所述的飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，所述支撑台架(4)的两端设有第一挡板(10)和第二挡板(21)，所述第一挡板(10)和第二挡板(21)上分别设有第一防撞块(11)和第二防撞块(20)，所述移动滑板(7)在所述第一防撞块(11)和第二防撞块(20)之间移动。
7.根据权利要求6所述的飞机油门模拟设备的力反馈装置，其特征在于，所述移动滑板(7)上设有与所述第一防撞块(11)相对应的第三防撞块(22)。
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