CN110979639B - 飞机的襟/缝翼手柄装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机襟/缝翼手柄装置，包括：把手、杆部、施力机构、卡档部，所述卡档部具有与襟翼和缝翼旋转角度相对应的多个卡位，其中，每个卡位形成为一个卡槽，相邻两个卡槽之间设置相应的突出的下卡档件，从卡槽的底部到下卡档件的顶部之间形成滑轨面，所述滑轨面包括第一滑轨面部段和第二滑轨面部段，所述第一滑轨面部段具有的斜率或曲率不同于第二滑轨面部段具有的斜率或曲率。本发明的飞机襟/缝翼手柄装置符合人机功率优化要求，可有效地避免误操作。

Description

飞机的襟/缝翼手柄装置

技术领域

本发明涉及民用飞机驾驶舱操纵设备设计技术领域，具体涉及民用飞机的襟/缝翼手柄装置。

背景技术

飞行控制系统主要包括主飞控系统和高升力系统，主飞控系统主要用来实现飞机在空中横向、纵向和航向控制和配平，空中减速控制以及飞机接地后的破升控制；高升力系统主要用来实现飞机在起飞、着陆时的升阻控制。

襟/缝翼手柄装置是高升力系统在驾驶舱内的重要操纵器件之一，通过该手柄装置发出的指令将襟缝翼舵面按预定速度定位于指令位置。襟/缝翼手柄装置的设计包括机械和电子设计，需要满足功能接口、机械接口、电子接口、人机工效、适航性、安全性、可靠性和维修性的要求。

中国发明专利CN102983031B公开了一种可单手操作的四位控制开关，其包括手柄、压簧、拉杆、槽型滑轨、限位组件、用于四位控制的四个触点。该控制开关中的槽型滑轨形限定了四个卡位，但是，其中卡位与卡位之间存在平台状的过渡部，这样的过渡部会造成手柄停滞在该处，造成手柄不能精确移动到位。

中国发明专利CN 104787303B公开了一种防误操作襟翼收放装置。该装置包括手柄、提拉把手、指示环、上盖、壳体、撑杆、滑轨、微动开关组件、导槽、滚轮、滚轮中心轴、转轴，拉杆、弹簧、撑板等零件，其中滑轨构造成U型部件。

在该装置中，由于滚轮与U型滑轨的形状配合会导致滚轮能够轻而易举地越过两个相邻U型滑轨之间的连接位置，手柄不会停滞在卡位和卡位之间，但是这也使得当用力过度时，滚轮容易连续滑过两个卡位，造成误操作。

因此，现有的用于襟翼缝翼的手柄装置仍存在不足，需要对其进行改进，提高其操纵性能。

发明内容

为克服现有的飞机襟/缝翼手柄装置的不足，一种飞机的襟/缝翼手柄装置，包括：把手；杆部，把手连接到杆部，杆部围绕枢转部旋转；施力机构，施力机构附连到杆部；卡档部，卡档部具有与襟翼和缝翼旋转角度相对应的多个卡位，其特征在于，每个卡位形成为一个卡槽，相邻两个卡槽之间设置相应的突出的下卡档件，从卡槽的底部到下卡档件的顶部之间形成滑轨面，滑轨面包括第一滑轨面部段和第二滑轨面部段，第一滑轨面部段具有的斜率或曲率不同于第二滑轨面部段具有的斜率或曲率。

根据本发明的另一个方面，第一滑轨面部段从卡槽的底部延伸出，第二滑轨面部段从第一滑轨面部段延伸到下卡档件的顶部，第一滑轨面部段和第二滑轨面部段具有不同斜率，并且相邻的两个第二滑轨面部段在下卡档件的顶部彼此连续，形成直线形的顶部。

根据本发明的再一个方面，第一滑轨面部段为内凹的弧形，第二滑轨面部段为相对于竖直方向朝相邻卡槽倾斜的斜面。

根据本发明的另一个方面，卡档部还包括上卡档件，上卡档件对应于卡槽的底部位置设置在上方。

根据本发明的另一个方面，卡档部依次包括0卡位、1卡位、2卡位以及3卡位，卡档部包括至少两个上卡档件，其中1卡位和2卡位的卡槽的底部上方分别设有上卡档件。

根据本发明的再一个方面，顶部相对底部的直线距离约为10mm。

根据本发明的再一个方面，把手的顶面形成翼面形，其中把手的一侧缘部成圆角，把手的另一侧缘部成尖角，两侧的缘部通过平滑的外凸弧面连接。

根据本发明的再一个方面，施力机构包括布置杆部的下端部的感受力机构，感受力机构包括弹簧，弹簧的一端固定到杆部，感受力机构构造成当把手被提起而使弹簧拉伸时，手柄装置在不同卡位之间的移动被解锁。

根据本发明的再一个方面，施力机构还包括摩擦器，摩擦器包括可转动的鼓轮，鼓轮通过皮带连接到弹簧调节器，摩擦器对手柄围绕枢轴的旋转施加阻力。

根据本发明的再一个方面，杆部突出于面板导槽的一部分相对于竖直方向侧向倾斜，倾斜的角度为10度。

根据本发明的襟/缝翼手柄装置中的卡档部采用了双斜面滑轨面，从而能够有效防止手柄不能顺利滑入目标卡位的卡槽内，使得手柄装置的操纵确切。

此外，由于在1卡位和2卡位分别设置了双向卡档，由此防止卡销越过相应卡位，避免飞行员的误动作。

由于把手的顶面形成翼面形，易于辨识，防止与油门杆和减速板手柄混淆，避免误操作。

根据本发明的手柄装置具有较好的人机功效，飞行员操作舒适，操作时的可靠性和工作效率更高。

附图说明

以下结合附图说明根据本发明的较佳实施例，附图为：

图1为示出了根据本发明一较佳实施例的飞机的襟/缝翼手柄装置的立体图。

图2为示出了根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置的卡档部的立体图。

图3为示出了根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置的施力机构的立体图。

图4为示出了根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置的侧视图。

图5为示出了根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置的端视图。

图6为示出了根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置的俯视图。

图7为根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置中使用的摩擦器的立体图。

图8为示出了飞机的襟/缝翼手柄装置布置的局部示意图。

附图标记列表

10 襟/缝翼手柄装置

20 把手

21 顶面

30 杆部

50 施力机构

51 弹簧

56 摩擦器

60 卡档部

61 卡槽

62 底部

63 顶部

65 第一滑轨面部段

66 第二滑轨面部段

67 下卡档件

68 上卡档件

69 台阶面

70 传感器

80 枢转部

90 中央操纵台

91 RAT手柄

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明一较佳实施例的襟/缝翼手柄装置10，其中手柄装置10的内部结构被示出。该襟/缝翼手柄装置10通常安装在飞机的驾驶舱内，例如图8所示那样被布置在中央操纵台90中。通过该装置可以向襟翼缝翼舵面发出指令，使其以预定速度设定到指令的位置。

如图1所示，在根据本发明的一较佳实施例中，襟/缝翼手柄装置10主要包括把手20、围绕枢转部80作枢转运动的杆部30、对杆部30施加阻尼力的施力机构50、具有多个卡位的卡档部60以及相应的传感器70。在操作过程中，根据需要，通过杆部30带动通常安装在其上的卡销移到卡档部60的不同卡位中，以致动相应位置上的传感器70，触发对应的信号，由此控制襟/缝翼的角度位置。襟/缝翼手柄装置10中的施力机构50则构造成附连于杆部30，以便在把手20旋转控制中向飞行员提供感觉力和/或摩擦力，以提高飞行员操纵该手柄装置10的操作性。

把手20是手柄装置10中供飞行员握持的一个部件，其底面连接到杆部30的上端部(即常规安装状态下的上方端部)。如图1所示，特别地，与把手20底面相对的把手20的顶面21形成一种类翼面的形状。具体地，如图4所示，把手20一侧的缘部成圆角，而相对的另一侧的缘部成尖角，两个缘部之间通过平滑的外凸弧形的顶部21连接。这样的把手20形状是特别的，它与油门杆和减速比杆的把手外形明显不同，从而能够有效防止混淆，避免误操作。

有利地，杆部30的下端部附连到施力机构50，以向飞行员提供操作阻尼力。

此外，在杆部30两个端部之间附连有卡销(未示出)，用于卡接到卡档部60的不同卡位中。杆部30能够围绕一枢转部80转动，在根据本发明的一较佳实施例中，杆部30与附连着的施力机构50一起围绕枢转部80旋转，从而带动杆部30上的卡销转到卡档部60的不同的卡位中。

图2示出了根据本发明较佳实施例的卡档部60。该卡档部60为一整体块件，包括形成在其中的四个卡位：0卡位、1卡位、2卡位以及3卡位。每个卡位对应于飞机机翼上的襟/缝翼的不同角度位置。每个卡位形成为一个卡槽61，相邻两个卡槽61之间设置向上方突出的下卡档件67。每个卡位具有底部62和顶部63，即，卡位的底部62对应于卡槽61的底部62，卡位的顶部63对应于下卡档件的顶部63，也分别对应卡销沿竖直方向上下移动的最低位置和最高位置。卡位的底部62与顶部63之间的距离h约为8-12mm，优选地为约10mm，也就是说，把手20需被向上提起至少高度h，才能使卡销越过卡槽61的顶部63，将把手20及杆部30移入到相邻卡位。

特别地，卡档部60的每个卡位从底部62到顶部63的滑轨面采用双斜面结构。双斜面滑轨面是指滑轨面由两段具有斜率或曲率的滑轨面部段连接而成，两段滑轨面部段的斜率或曲率彼此不同。

如图2所示，在第一个卡位中，滑轨面包括从卡槽61的底部62的第一滑轨面部段65和接着第一滑轨面部段65延伸到下卡档件67的顶部63的第二滑轨面部段66。第一滑轨面部段65为内凹的弧形，而第二滑轨面部段66为相对于竖直方向朝相邻卡位倾斜的斜面。对于相邻两个卡位之间的下卡档件67，两个第二滑轨面部段66在该卡档件的顶部63彼此连续，从而形成直线形的顶部63。对于一个卡槽61，两个弧形第二滑轨面部段66在卡槽61的底部62彼此相邻并连续延伸，较佳地，形成一个大致半圆形的滑轨面部段。较佳地，对于一个下卡档件67，其两侧上的滑轨面关于延伸通过顶部63的轴线对称。

当卡档部60采用具有连续双斜面滑轨面的卡槽61，能够有效防止襟/缝翼手柄装置10中的卡销不能顺利滑入目标卡位的卡槽61内，从而使得手柄操纵的流畅性提高。另一方面，这种双斜面滑轨面的形状又确保了卡销不会太过容易滑过卡槽61之间的直线状顶部63，提高了操作的准确性，避免误操作。

此外，从图2中可以看到，两个卡槽61之间的下卡档件67的上半部分被厚度减薄，从而形成了台阶面69。优选地，厚度减薄的部分对应于相邻的两个第二滑轨面部段66的一部分卡档件。通过减薄一部分卡档件，卡档部60的整体重量可以减少，但不会影响卡位之间移动的精准度。

进一步地，卡档部60还设置了上卡档件68。如图2所示，在对应于卡槽61的底部62的位置的上方，上卡档件68向下突伸出，从而对于1卡位和2卡位实现了双向卡档。

具体地，在较佳实施例的具有四个卡位的卡档部60中，在1卡位和2卡位的卡槽61的底部62上方分别设有上卡档件68。上卡档件68的设置使得，当卡销在0卡位和1卡位之间的移动以及在1卡位和2卡位之间的移动时，卡销会在卡档部60中的下卡档件67的顶部63位置受到来自上卡档件68的水平方向的阻挡，卡销不能直接越过相邻的卡位进入再后一个卡位，由此避免了误操作，例如，手柄装置不能直接从0卡位移入2卡位，提高了手柄装置操纵的可靠性。

在较佳实施例中，手柄装置10设置了如图3所示的施力机构50。该施力机构50适用分别产生感受力和摩擦力的感受力机构和摩擦器56，其中感受力是指当飞行员上提把手20时所受到的指向枢转部80方向的阻力，而摩擦力是指当飞行员围绕枢转部80旋转把手20及杆部30时受到反向于旋转方向的阻力。由于施力机构50向手柄装置10提供了感受力和摩擦力，使得飞行员操纵手柄装置10时能获得平缓的操作手感，由也确保了操纵可靠性。

在根据本发明的较佳实施例中，施力机构50的感受力机构包括弹簧。较佳地，如图3所示，施力机构50采用并列的双弹簧结构。两个弹簧51的一端例如通过支架固定于杆部30，弹簧51的另一端固定到施力机构50的基部。当手柄装置10切换卡位时，需要向上拉动把手克服弹簧61的阻力使之拉伸才能从卡槽61的底部62提起卡销，这样手柄装置10在不同卡位之间的移动才能被解锁，当在把手20上施加的上提力消失，卡销将在弹簧回复力的作用下保持与卡槽61的底部62接触。较佳地，感受力机构能提供30±5N的提起力。

在本发明较佳实施例中，包括弹簧51的感受力机构和摩擦器56集成为一个组件，安装在杆部30与枢转部之间。

另一方面，在较佳实施例中，施力机构50的摩擦器56包括可转动的鼓轮和围绕着鼓轮的带子，带子可以通过弹簧调节机构调节张紧度，从而相应地调节摩擦力的大小。旋转摩擦器56安装到手柄装置10的枢转部，从而向杆部30的绕枢转部80的旋转运动提供阻尼。同样地，该摩擦器56也为手柄装置10提供了平缓地的操作手感，尤其使得杆部30的旋转运动变得平缓可靠。

应当理解，上述旋转摩擦器56也可以采用其他的阻尼形式，只要能够可靠地向手柄装置提供适当范围中的旋转阻尼力即可。

图4和图5分别示出手柄装置10的侧视图和端视图。根据人机工效检查，杆部30的中心线相对于竖直方向朝外侧倾斜角度α为10度。如图8所示，在中央操纵台90中，当手柄装置10安装在RAT手柄91一侧时，杆部30的中心线远离RAT手柄91向外倾斜约10度，这样不会影响RAT手柄91的操作，也不会影响飞行员进出。

连接着把手20的杆部30露出手柄装置10上侧的面板导槽之上的高度H1约为155mm-165mm，最佳地约为159mm。

此外，如图4和图5所示，把手20的长L约为56mm、宽W约为40mm，高H约为20mm。具有如此长宽高尺寸的把手20尤其能够提升飞行员握持时的舒适性和稳定性。

本发明的襟/缝翼手柄装置的设计经过了多轮迭代、循序渐进的复杂过程。其整体外形、卡槽和卡档设计均符合飞行员操纵习惯，手柄装置整体具有较好的操纵舒适性和可达性，把手外形圆滑、易辨识，装置的机构操纵简便、平稳、确切，卡位的设计需满足适航条款要求。根据本发明的襟/缝翼手柄装置中的卡档部采用了双斜面滑轨面，从而能够有效防止手柄不能顺利滑入目标卡位的卡槽61内，使得手柄装置的操纵确切。

此外，由于在1卡位和2卡位分别设置了双向卡档，由此防止卡销越过相应卡位，避免飞行员的误动作。

由于把手的顶面21形成翼面形，易于辨识，防止与油门杆和减速比手柄混淆，避免误操作。

根据本发明的手柄装置具有较好的人机功效，飞行员操作舒适，操作时的可靠性和工作效率更高。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种飞机的襟/缝翼手柄装置，包括：

把手；

杆部，所述把手连接到所述杆部，所述杆部围绕枢转部旋转，所述杆部上安装有卡销；

施力机构，所述施力机构附连到所述杆部，所述施力机构包括布置所述杆部的下端部的弹簧，当提起所述把手和所述杆部而使所述弹簧拉伸时，所述手柄装置在不同卡位之间的移动被解锁；以及

卡档部，所述卡档部具有与襟翼和缝翼旋转角度相对应的多个卡位，所述卡销能够进入每一个所述卡位，

其特征在于，每个卡位形成为一个卡槽，相邻两个卡槽之间设置相应的突出的下卡档件，每一个下卡档件均包括从卡槽的底部到下卡档件的顶部之间形成相对的滑轨面，每一个所述滑轨面均包括第一滑轨面部段和第二滑轨面部段，所述第一滑轨面部段为内凹的弧形，所述第二滑轨面部段为相对于竖直方向朝相邻卡槽倾斜的斜面，

其中所述下卡档件的上半部分被厚度减薄，厚度减薄的所述部分为对应于相邻的两个第二滑轨面部段的下卡档件的一部分，

其中所述施力机构包括两个弹簧，所述两个弹簧各自的一端固定于所述杆部，所述两个弹簧各自的另一端固定到所述施力机构的基部。

2.如权利要求1所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述第一滑轨面部段从所述卡槽的底部延伸出，所述第二滑轨面部段从第一滑轨面部段延伸到所述下卡档件的顶部，所述第一滑轨面部段和所述第二滑轨面部段具有不同斜率，并且相邻的两个第二滑轨面部段在所述下卡档件的顶部彼此连续，形成直线形的顶部。

3.如权利要求1所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述卡档部还包括上卡档件，所述上卡档件对应于所述卡槽的底部位置设置在所述卡档部的上方。

4.如权利要求3所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述卡档部依次包括0卡位、1卡位、2卡位以及3卡位，所述卡档部包括至少两个上卡档件，其中所述1卡位和所述2卡位的卡槽的底部上方分别设有所述上卡档件。

5.如权利要求1所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述下卡档件的所述顶部相对所述卡槽的所述底部的直线距离约为10mm。

6.如权利要求1所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述把手的顶面形成翼面形，其中所述把手的一侧缘部成圆角，所述把手的另一侧缘部成尖角，两侧的缘部通过平滑的外凸弧面连接。

7.如权利要求1或6所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述施力机构还包括摩擦器，所述摩擦器包括可转动的鼓轮，所述鼓轮通过皮带连接到弹簧调节器，所述摩擦器对所述手柄装置围绕枢轴的旋转施加阻力。

8.如权利要求1所述的飞机的襟/缝翼手柄装置，其特征在于，所述杆部突出于面板导槽的一部分相对于竖直方向侧向倾斜，所述倾斜的角度约为10度。

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