CN117799824A - 力感配平机构及飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种力感配平机构及飞行器，涉及飞机的控制系统相关技术领域，用于解决现有的力感机构的稳定性差的问题。本申请提供的力感配平机构中的旋转轴具有一旋转轴线，输出摇臂连接旋转轴，力感摇臂的第一端与旋转轴固定连接，力感机构包括第一连接组件、第二连接组件和连接在第一连接组件和第二连接组件之间的弹性件，第一连接组件与力感摇臂的第二端相连，并在力感摇臂的带动下沿弹性件的伸缩方向平移，弹性件的伸缩方向与旋转轴线垂直，配平机构与第二连接组件相连，其中，输出摇臂和配平机构能够选择地驱动第一连接组件或第二连接组件沿伸缩方向平移，使弹性件发生形变以提供与伸缩方向Z相同的阻尼力。

Description

力感配平机构及飞行器

技术领域

本申请涉及飞机的控制系统相关技术领域，具体涉及一种力感配平机构及飞行器。

背景技术

对于飞机的方向舵而言，脚蹬感觉力是指飞行员在踩踏脚蹬时，脚蹬处反馈过来的阻尼力。飞行员根据脚蹬感觉力的大小有意识地控制脚蹬的踩踏深度，以此控制转向、刹车幅度。现有的力感机构扭簧与转轴同轴设置并相连，当转轴转动带动扭簧顺时针或逆时针转动时，随着转动角度的增大，扭簧旋转产生的反作用力越大，以实现驾驶员操纵飞机的感觉力。

然而，由于扭簧通过切削而形成，而非传统压簧通过扭转形成。目前，国内切削扭簧的材料、热处理工艺无法达到寿命、可靠性要求，其可靠性较难保证，从而导致该力感机构的稳定性差。

因此，亟需设计一种飞机的力感机构，以解决上述技术问题。

发明内容

本申请提供一种力感配平机构及飞行器，能够解决现有的力感机构的稳定性差的问题。

为达上述目的，本申请提供的力感配平机构，包括：

力感机构，包括第一连接组件、第二连接组件和连接在所述第一连接组件和第二连接组件之间的弹性件；

旋转轴，具有一旋转轴线L₁；

输出摇臂，与所述旋转轴相连，以向所述旋转轴提供扭矩；

力感摇臂，所述力感摇臂的第一端与所述旋转轴固定连接，所述力感摇臂的第二端与所述第一连接组件相连，所述力感摇臂带动所述第一连接组件沿所述弹性件的伸缩方向Z平移，所述弹性件的伸缩方向Z与所述旋转轴线L₁垂直；

配平机构，与所述第二连接组件相连，其中，所述输出摇臂和所述配平机构能够选择地驱动所述第一连接组件或第二连接组件沿所述伸缩方向Z平移，使所述弹性件发生形变以提供与所述伸缩方向Z相同的阻尼力。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接组件包括滑动件，所述滑动件的第一端设有限位件；

所述第二连接组件包括与所述配平机构连接的壳体，所述壳体内形成有安装腔，其中，

所述力感机构还包括：

设于所述安装腔内的第一滑动套和第二滑动套，所述滑动件与所述安装腔滑动配合，所述限位件位于所述安装腔内，所述滑动件的第二端伸出所述安装腔并与所述力感摇臂的第二端相连，所述第一滑动套和所述第二滑动套均套设于所述滑动件上，所述弹性件的两端分别与所述第一滑动套和所述第二滑动套保持抵接；

第一止推件，能够选择地连接或分离所述第一滑动套与所述滑动件；

第二止推件，能够选择地连接或分离所述壳体和所述第二滑动套。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接组件包括第一连接件，所述第一连接件连接所述滑动件的第二端与所述力感摇臂的第二端；

所述第二连接组件包括第二连接件，所述第二连接件连接所述壳体与所述配平机构。

在本申请的一些实施例中，所述第一连接组件还包括第一轴承，所述第一连接件上设有第一铰接孔，所述第一轴承设于所述第一铰接孔内，并连接所述第一连接件与所述力感摇臂的第二端；

所述第二连接组件还包括第二轴承，所述第二连接件上设有第二铰接孔，所述第二轴承设于所述第二铰接孔内，并连接所述第二连接件与所述配平机构。

在本申请的一些实施例中，所述第一止推件包括能够选择地配合或分离的止推部和配合部，所述止推部和所述配合部中的一者设于所述第一滑动套上、另一者设于所述滑动件上，所述第二止推件包括能够选择地配合或分离的止挡部和适配部，所述止挡部和所述适配部中的一者设于所述壳体上、另一者设于所述第二滑动套上。

在本申请的一些实施例中，所述止推部为设于所述滑动件外周的止推台阶，所述配合部为设置在所述第一滑动套径向内侧的凸环，所述止推台阶与所述凸环能够选择地配合或分离；所述止挡部为设于所述安装腔内壁上的止挡凸台，所述适配部被配置为所述第二滑动套面对所述止挡凸台的壁面，所述止挡凸台与所述第二滑动套面对所述止挡凸台的壁面能够选择地配合或分离。

在本申请的一些实施例中，所述止推部为设于所述滑动件外周的止推吸附部，所述配合部为设置在所述第一滑动套径向内侧的配合吸附部，所述止推吸附部与所述配合吸附部能够选择地吸合或分离；所述止挡部为设于所述安装腔内壁上的止挡吸附部，所述适配部为设于所述第二滑动套的径向外侧的适配吸合部，所述止挡吸附部与所述适配吸合部能够选择地吸合或分离。

在本申请的一些实施例中，所述第一滑动套的外周设有挡板部，所述壳体具有供所述滑动件伸出的止挡壁，所述弹性件与所述挡板部抵接，向所述挡板部提供朝向所述止挡壁的弹性力。

在本申请的一些实施例中，所述弹性件套设于所述滑动件上，所述第二滑动套具有朝向所述第一滑动套的承载面，所述承载面上设有容置槽，所述弹性件抵接所述第二滑动套的一端位于所述容置槽内。

在本申请的一些实施例中，所述配平机构包括：

配平驱动组件；

力感配平摇臂，所述力感配平摇臂的第一端与所述第二连接组件相连，所述力感配平摇臂的第二端与所述配平驱动组件相连；

转轴，设置在所述力感配平摇臂上，且连接在所述力感配平摇臂的第一端与所述力感配平摇臂的第二端之间，所述转轴具有中心轴线L₂，所述中心轴线L₂与所述旋转轴线L₁平行，所述配平驱动组件驱动所述力感配平摇臂绕所述中心轴线L₂转动。

在本申请的一些实施例中，所述力感配平机构还包括操纵器件位置传感器和/或配平位置传感器，其中：

所述操纵器件位置传感器设置在所述旋转轴上，检测所述输出摇臂的位置信息，并将所述输出摇臂的位置信息发送到控制器；

所述配平位置传感器设置于所述转轴上，检测所述转轴的配平位置信息，并将所述转轴的配平位置信息发送到控制器。

本申请中的力感机构的第一连接组件与操纵器件、输出摇臂、力感摇臂相连接。第二连接组件与配平机构相连接，并且，力感机构中的弹性件的伸缩方向Z与旋转轴的旋转轴线相垂直。即，弹性件能够沿着伸缩方向Z被拉伸或压缩，弹性件提供的阻尼力与伸缩方向Z平行，或弹性件提供的阻尼力与旋转轴线相垂直。由此，当机组人员驱动操纵器件进行人工操纵时，依次通过输出摇臂、旋转轴和力感摇臂带动力感机构的第一连接组件朝向靠近或远离第二连接组件的方向水平移动，从而压缩或拉伸弹性件向操纵器件提供对该水平移动的感觉力。当机组人员进行操纵器件配平时，通过配平机构带动力感机构的第二连接组件朝向或远离所述第一连接组件水平移动，以压缩所述弹性件，所述弹性件通过第一连接组件依次驱动力感摇臂、旋转轴和输出摇臂带动操纵器件进行配平运动，以对所述操纵器件提供对该水平移动的力感反馈，并且该弹性件是在伸缩方向Z上被拉伸或压缩，通过弹性件产生的阻尼力提供上述感觉力，而不是通过弹性件的扭转力提供感觉力，从而保证其加工工艺简单、材料应用经验丰富，以及其可靠性高，由此能够提高该力感配平机构的可靠性。

另一方面，本申请还提供了一种飞行器，包括：

如上任一技术方案所述的力感配平机构，其中，所述输出摇臂具有输入端和输出端，以及，

操纵器件，与所述输出摇臂的输入端相连，所述旋转轴连接在所述输出摇臂的输出端，所述操纵器件通过所述输出摇臂向所述旋转轴提供扭矩。

由于本申请提供的飞行器包括如上任一技术方案所述的力感配平机构，因此二者能够解决相同的问题，并达到相同的效果。换而言之，由于该飞行器具有如上任一技术方案所述的力感配平机构，该力感配平机构中的弹性件是在伸缩方向Z上被挤压，通过弹性件产生的阻尼力提供上述感觉力，而不是通过弹性件的扭转力提供感觉力，由此能够提高具有该力感配平机构的飞行器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例中力感配平机构的立体图；

图2是本申请实施例中力感机构的剖视图；

图3是本申请实施例中力感配平机构的俯视图。

本申请说明书附图中的主要附图标记说明如下：

1-力感机构；11-第一连接组件；111-滑动件；112-限位件；113-第一连接件；114-第一轴承；12-第二连接组件；121-壳体；1211-第一壳体；1212-第二壳体；1210-安装腔；122-第二连接件；123-第二轴承；13-弹性件；14-第一滑动套；15-第二滑动套；

2-旋转轴；

3-输出摇臂；

4-力感摇臂；

5-配平机构；51-配平驱动组件；52-力感配平摇臂；53-转轴；

6-操纵器件位置传感器；

7-配平位置传感器；

8-第三轴承；

9-第四轴承。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请提供一种力感配平机构及飞行器，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

参照图1和图2，本申请提供的力感配平机构包括力感机构1、旋转轴2、输出摇臂3、力感摇臂4和配平机构5。力感机构1包括第一连接组件11、第二连接组件和连接在第一连接组件11和第二连接组件12之间的弹性件13。旋转轴2具有一旋转轴线L₁。输出摇臂3用于连接操纵器件与旋转轴2，以向旋转轴2提供扭矩。力感摇臂4的第一端与旋转轴2固定连接。力感摇臂4的第二端与第一连接组件11相连，力感摇臂4带动第一连接组件11沿弹性件13的伸缩方向Z平移，弹性件13的伸缩方向Z与旋转轴线L₁垂直。配平机构5与第二连接组件12相连，用于通过力感机构1对操纵器件进行配平。其中，输出摇臂3和配平机构5能够选择地驱动第一连接组件11或第二连接组件12沿伸缩方向Z平移，以压缩弹性件13，进而通过弹性件13能够对操纵器件提供对上述平移运动的力感反馈。示例地，上述操纵器件为飞机侧杆、方向舵脚蹬组件等，上述力感配平机构用于飞机。

本申请中的力感机构1的第一连接组件11通过旋转轴2、输出摇臂3和力感摇臂4与操纵器件相连接。第二连接组件12与配平机构5相连接，并且，力感机构1中的弹性件13的伸缩方向Z与旋转轴2的旋转轴线L₁相垂直。即，弹性件13能够沿着伸缩方向Z被拉伸或被压缩，弹性件13提供的阻尼力与其伸缩方向Z平行，或弹性件13提供的阻尼力与旋转轴线相垂直。由此，当机组人员驱动操纵器件进行人工操纵时，依次通过输出摇臂3、旋转轴2和力感摇臂4带动力感机构1的第一连接组件11朝向靠近或远离第二连接组件12的方向水平移动，从而压缩弹性件13向操纵器件提供对该水平移动的感觉力。当机组人员进行操纵器件配平时，通过配平机构5带动力感机构1的第二连接组件12朝向或远离第一连接组件11水平移动，以压缩弹性件13，弹性件13通过第一连接组件11依次驱动力感摇臂4、旋转轴2和输出摇臂3带动操纵器件进行配平运动，以对操纵器件提供对该水平移动的力感反馈，并且该弹性件13在伸缩方向Z上被拉伸或压缩，通过弹性件13产生的阻尼力提供上述感觉力，而不是通过弹性件13的扭转力提供感觉力，从而保证其加工工艺简单、材料应用经验丰富，以及其可靠性高，由此能够提高该力感配平机构的可靠性。

此外，本申请中的弹性件13仅能够沿其伸缩方向Z伸长或压缩，伸缩方向Z与旋转轴2的旋转轴线L₁相垂直，弹性件13用于产生水平方向的阻尼力。

在本申请的一些实施例中，上述弹性件13为压簧，由于扭簧通过切削而形成，而非传统压簧通过扭转形成。目前，国内切削扭簧的材料、热处理工艺无法达到寿命、可靠性要求，其可靠性较难保证。然而，压簧在日常生活、航空航天交通运输应用较多。其加工工艺、材料应用经验丰富，性能在军机上已得到验证，可靠性能够满足需求。

继续参照图1和图2，第一连接组件11包括滑动件111，滑动件111的第一端设有限位件112；第二连接组件12包括与配平机构5连接的壳体121，壳体121内形成有安装腔1210，其中，力感机构1还包括第一止推件、第二止推件和设于安装腔1210内的第一滑动套14和第二滑动套15，滑动件111与安装腔1210滑动配合，限位件112位于安装腔1210内，滑动件111的第二端伸出安装腔1210并与力感摇臂4的第二端相连，第一滑动套14和第二滑动套15均套设于滑动件111上，弹性件13的两端分别与第一滑动套14和第二滑动套15保持抵接。第一止推件能够选择地连接或分离第一滑动套14与滑动件111。第二止推件能够选择地连接或分离壳体121和第二滑动套15。

如图2所示，该伸缩方向Z包括方向相反的第一方向和第二方向。

一方面，配平机构5带动壳体121沿第一方向运动，即壳体121向上运动，此时第二止推件连接壳体121和第二滑动套15，以使第二滑动套15沿第一方向运动，在弹性件13的弹力作用下，第一滑动套14沿第一方向运动，且第一止推件连接第一滑动套14和滑动件111，以通过第一止推件将该弹力传递至滑动件111，使滑动件111沿第一方向运动，最终使得弹性件13的压缩长度和初始状态保持一致，从而驱动力感摇臂4绕旋转轴线顺时针转动。

或者，配平机构5带动壳体121沿第二方向运动，即壳体121向下运动，第一止推件断开第一滑动套14和滑动件111，此时壳体121仅能够带动第一滑动套14沿第二方向运动，在弹性件13的弹力作用下，第二滑动套15也沿第二方向运动并始终与限位件112保持抵接，以使限位件112与滑动件111一起沿第二方向运动，随后第二止推件连接壳体121和第二滑动套15，即限制第二滑动套15沿第二方向运动的最大位移，最终使得弹性件13的压缩长度和初始状态保持一致，从而驱动力感摇臂4绕旋转轴线逆时针转动。

由此，在上述两种情况下，弹性件13的压缩长度均与初始状态保持一致，因此通过配平机构5进行操纵器件配平时，配平后的力与位移曲线不变，有利于保证配平机构5进行操纵器件配平的可靠性。

另一方面，输出摇臂3绕旋转轴2顺时针转动，带动力感摇臂4绕上述旋转轴2的旋转轴线顺时针转动，进而带动滑动件111，以及固定连接在滑动件111第一端的限位件112均沿着第一方向运动（向上运动），第一止推件断开第一滑动套14和滑动件111，同时第一滑动套14在安装腔1210的止挡下无法沿着第一方向运动，第二止推件断开壳体121和第二滑动套15，以使限位件112带动第二滑动套15沿着第一方向运动以压缩弹性件13，为操纵器件提供感觉力。

或者，输出摇臂3绕旋转轴2逆时针转动，带动力感摇臂4绕上述旋转轴2的旋转轴线逆时针转动，进而带动滑动件111和限位件112沿着第二方向运动（向下运动），第一止推件连接第一滑动套14和滑动件111，以使第一滑动套14能够沿着第二方向运动（向下运动），此时第二止推件连接壳体121和第二滑动套15，第二滑动套15在第二止推件的作用下无法沿着第二方向运动滑动，从而能够压缩弹性件13，为操纵器件提供感觉力。需要说明的是，上述弹性件13的初始状态为压缩状态，从而能够更好的向操纵器件提供感觉力。

示例地，上述滑动件111为滑动杆，该滑动杆优选为中空的圆柱形杆状结构，从而使得上述力感机构1的重量轻，有利于实现飞机飞行的经济性。并且，上述壳体121包括大致呈盒装结构的第一壳体1211和第二壳体1212，第一壳体1211的封闭端与配平机构5相连，上述第二壳体1212的开口端伸入第一壳体1211的开口端内，并与第一壳体1211固定连接，两者共同围合以形成安装腔1210。其中，第一壳体1211和第二壳体1212的连接可以为螺纹连接、焊接连接、卡接连接或磁吸连接中的任意一种。

具体而言，上述滑动杆的底端设有限位件112，该限位件112可以为固定套设于滑动杆外周的限位环，或者为滑动杆沿其径向朝远离其中心线的方向凸伸的凸环形成。第一滑动套14位于弹性件13的上方，第二滑动套15位于弹性件13的下方，第一滑动套14在第一止推件的作用下能够跟随滑动杆沿第二方向运动，当第一滑动套14沿第一方向运动时，滑动件111通过第一止推件能够跟随第一滑动套14共同沿第一方向运动。第二滑动套15在第二止推件的作用下能够跟随壳体121沿第一方向运动，当第二滑动套15沿第二方向运动时，滑动件111通过限位件112能够跟随第二滑动套15共同沿第二方向运动。

在本申请的一些实施例中，第一连接组件11包括第一连接件113，第一连接件113连接滑动件111的第二端与力感摇臂4的第二端。第二连接组件12包括第二连接件122，第二连接件122连接壳体121与配平机构5，通过第一连接件113和第二连接件122实现力感机构1与力感摇臂4和配平机构5之间的连接，从而有利于简化滑动件111和壳体121的结构，保证上述各部件的结构简单，并易于加工制造。

基于上述实施例，第一连接组件11还包括第一轴承114，第一连接件113上设有第一铰接孔，第一轴承114设于第一铰接孔内，并连接第一连接件113与力感摇臂4的第二端。第二连接组件12还包括第二轴承423，第二连接件122上设有第二铰接孔，第二轴承423设于第二铰接孔内，并连接第二连接件122与配平机构5，从而通过第一轴承114实现第一连接件113与力感摇臂4的第二端的枢接，通过第二轴承423实现第二连接件122与配平机构5的枢接，保证上述枢接的两个部件能够相对转动的连接在一起。

此外，该第一轴承114能够向第一连接件113与力感摇臂4的第二端提供在其径向方向上的窜动，即第一轴承114的轴承内圈和轴承外圈在其径向方向上能够相对窜动，从而避免第一连接件113在移动的过程中发生卡涩。同理，第二轴承423能够向第二连接件122与配平机构5提供在其径向方向上的窜动，即第二轴承423的轴承内圈和轴承外圈在其径向方向上能够相对窜动，从而避免第二连接件122在移动的过程中发生卡涩。

继续参照图2，第一止推件包括能够选择地配合或分离止推部和配合部，止推部和配合部中的一者设于第一滑动套14上、另一者设于滑动件111上。其中，止推部优选为设于滑动件111外周的止推台阶，配合部优选为设置在第一滑动套14径向内侧的凸环。第二止推件包括能够选择地配合或分离止挡部和适配部，止挡部和适配部中的一者设于壳体121上、另一者设于第二滑动套15上。其中，止挡部优选为设于安装腔1210内壁上的止挡凸台，适配部优选为第二滑动套15面对止挡凸台的壁面，由此通过简单的凹凸结构以实现第一止推件和第二止推件的功能。

当然，止推部也可以为设于滑动件111外周的止推凹槽（该止挡凹槽可通过减小滑动件111的部分区域在垂直于第一方向上的尺寸得到），配合部为设置在第一滑动套14径向内侧的凸柱，凸柱滑动配合于止推凹槽内，止挡部为设于安装腔1210内壁上的止挡凹槽（该止挡凹槽可通过减薄壳体121部分区域的壁厚得到），适配部为设于第二滑动套15外周的适配柱，适配柱滑动配合于止挡凹槽内。

换而言之，止推部、配合部、止挡部和适配部可以被设计成形状不同的凹凸结构，以实现第一止推件和第二止推件的功能。

在另一些实施例中，止推部为设于滑动件111外周的止推吸附部，配合部为设置在第一滑动套14径向内侧的配合吸附部，止推吸附部与配合吸附部能够选择地吸合或分离，止挡部为设于安装腔1210内壁上的止挡吸附部，适配部为设于第二滑动套15的径向外侧的适配吸合部，止挡吸附部与适配吸合部能够选择地吸合或分离。

示例地，止推吸附部为止推磁吸部，配合吸附部为设置在第一滑动套14径向内侧的金属层或金属件，止推磁吸部通过该金属层（或金属件）以磁吸或释放第一滑动套14。可以理解的是，第一滑动套14由金属材料制成，第一滑动套14的径向内侧的部分结构构成上述金属层或金属件。同理，止挡吸附部为止挡磁吸部，适配吸合部设于第二滑动套15外周的金属层或金属件，适配吸合部通过该金属层或金属件以磁吸或释放第二滑动套15。可以理解的是，第二滑动套15由金属材料制成，第二滑动套15的径向外侧的部分结构构成上述金属层或金属件。

或者，止推吸附部为止推真空吸附部，配合吸附部为第一滑动套14与滑动件111滑动配合的内壁面，止推真空吸附部通过真空吸附的方式与内壁面吸合或分开。止挡吸附部为止挡真空吸附部，适配吸合部为第二滑动套15的外周壁面，止挡真空吸附部与外壁面通过真空吸附的方式与内壁面吸合或分开。

其中，为了实现第一滑动套14可以有效地止推弹性件13，第一滑动套14的外周设有挡板部，壳体121具有供滑动件111伸出的止挡壁，弹性件13与挡板部抵接，向挡板部提供朝向止挡壁的弹性力。示例地，挡板部和弹性件13在垂直于伸缩方向Z上的尺寸大致相等，并且在弹性件13的弹性作用下，挡板部和弹性件13的顶端始终保持抵接状态。

此外，上述挡板部绕滑动件111的中心轴线的外周侧与壳体121的安装腔1210互不接触。其可以理解为，第一滑动套14上的挡板在沿滑动件111滑动时，其不会与壳体121的安装腔1210的壁面发生摩擦，有利于提高该力感机构1的力感反馈的精准性。

在本申请的一些实施例中，弹性件13套设于滑动件111上，第二滑动套15具有朝向第一滑动套14的承载面，承载面上设有容置槽，弹性件13抵接第二滑动套15的一端位于容置槽内。示例地，弹性件13的底端始终位于容置槽内，弹性件13的底端在沿着滑动件111上下滑动时，其不会与壳体121或者滑动件111之间发生摩擦，进一步提高该力感机构1的力感反馈的精准性。

其中，上述容置槽设置在第二滑动套15的顶面上，且朝下凹陷。上述弹性件13的底端收容于该容置槽内，从而在垂直于弹性件13的伸缩方向Z上将弹性件13分别与壳体121和滑动件111隔开。

如图2所示，本申请的力感机构1中的第一连接件113与滑动件111的第二端固连，滑动件111的第一端与限位件112固连，滑动件111靠近第一壳体1211的顶部的位置设有止推台阶，用于放置第一滑动套14，第一壳体1211和第二壳体1212固连，第二连接件122与第二壳体1212固连，第一滑动套14和第二滑动套15分别放置在弹性件13的两端，二者均放置在第一壳体1211与第二壳体1212构成的安装腔1210内部，且二者的中心孔均穿过弹性件13。在弹性件13的预紧力作用下，第一滑动套14顶部与第一壳体1211顶部重合，第二滑动套15底部与第二壳体1212顶部和挡块顶部重合。当滑动件111向下运动时，带动第一滑动套14一起向下运动压缩弹性件13，第二滑动套15保持不动。当滑动件111向上运动时，第一滑动套14保持不动，限位部推动第二滑动套15向上运动压缩弹性件13。

在本申请的一些实施例中，力感配平机构还包括操纵器件位置传感器6。操纵器件位置传感器6设置或耦接在旋转轴2上，其能够检测输出摇臂3的位置信息，并将输出摇臂3的位置信息发送到控制器，以用于飞机舵面指令计算。例如，操纵器件是脚蹬，操纵器件位置传感器6反馈到控制器，以计算方向舵的运动。此外，通过操纵器件位置传感器6检测到的旋转轴2位置信息较为精准。

在本申请的一些实施例中，配平机构5包括配平驱动组件51、力感配平摇臂52和转轴53。力感配平摇臂52的第一端与第二连接组件12相连，力感配平摇臂52的第二端与配平驱动组件51相连。转轴53设置在力感配平摇臂52上，且连接在力感配平摇臂52的第一端与力感配平摇臂52的第二端之间。转轴53具有中心轴线L₂，中心轴线L₂与旋转轴线L₁平行，配平驱动组件51驱动力感配平摇臂52绕中心轴线L₂转动，该转轴53用于支撑力感配平摇臂52。其中，配平机构5通常包含驱动器（如电机）、减速齿轮等部件。示例地，转轴53优选地连接在力感配平摇臂52的中间位置。

在本申请的一些实施例中，力感配平机构还包括配平位置传感器7。配平位置传感器7设置于转轴53上，检测转轴53的配平位置信息，并将转轴53的配平位置信息发送到控制器。示例地，上述配平位置传感器7耦接在转轴53的顶端，配平位置传感器7将转轴53的配平位置信息反馈到控制器，经控制律计算后，实现舵面运动，飞行员可以实时获取方向舵配平的位置。在具体使用时，通过控制器计算机给配平驱动组件51中的电机发送质量，然后配平电机反驱操纵器件进行运动。也可以通过计算机直接发指令给配平机构5反驱操纵器件，实现自动配平。

需要说明的是，上述力感配平机构还包括设于旋转轴2上的第三轴承8，和设置在转轴53上的第四轴承9。其中，第三轴承8用于可转动的支撑旋转轴2，第四轴承用于可转动的支撑转轴53。

以下，对本申请上述力感配平结构的具体运动进行详细说明。

第一工况

当机组人员驱动操纵器件时，控制器不为配平机构5中的驱动器（如电机）提供控制指令，因此力感配平摇臂52、转轴53、力感机构1的第二连接件122均保持不动。力感机构1为机组人员提供操纵感觉力，其具体运动过程如下：

情形一：当驱动操纵器件使输出摇臂3顺时针旋转时，旋转轴2与力感摇臂4将一同绕旋转轴2的旋转轴线L₁顺时针旋转，操纵器件位置传感器6将实时测量输出摇臂3的位置信息并反馈至控制器，力感摇臂4带动第一连接件113、滑动件111、限位件112向靠近第一连接件113的方向运动，即向上运动。限位件112带动第二滑动套15向第一连接件113的方向运动使其压缩弹簧，为操纵器件提供感觉力。

情形二：当驱动操纵器件使输出摇臂3逆时针旋转时，旋转轴2与力感摇臂4将一同绕旋转轴2的旋转轴线L₁逆时针旋转，操纵器件位置传感器6将实时测量输出摇臂3的位置信息并反馈至控制器，力感摇臂4带动第一连接件113、滑动件111、限位件112与第一滑动件111向第二连接件122运动，即向下运动，以使第一滑动套14压缩弹簧，为操纵器件提供感觉力。

由此，当机组人员驱动操纵器件进行人工操纵时，通过带动第一连接件113向上或向下运动，均能压缩弹簧，为操纵器件提供感觉力。

第二工况

当机组人员进行操纵器件配平时，控制器为配平机构5中的驱动器（如电机）提供控制指令，具体运动过程如下：

情形三：当配平驱动组件51带动力感配平摇臂52、转轴53绕中心轴线顺时针旋转时，配平位置传感器7将实时测量转轴53位置信息即配平位置信息，并反馈至控制器。力感配平摇臂52顺时针旋转带动第二连接件122、第一壳体1211、第二壳体1212向靠近第一连接件113的方向运动，同时第二壳体1212带动第二滑动套15向靠近第一连接件113的方向运动，在弹簧的弹簧力的作用下，第一滑动套14也会向靠近第一连接件113的方向运动，最终使弹簧的压缩长度和初始状态保持一致。第一滑动套14带动滑动件111、第一连接件113、限位件112向靠近第一连接件113的方向运动，然后带动力感摇臂4、旋转轴2、输出摇臂3一同绕旋转轴线L₁顺时针旋转，第一传感器将实时测量输出摇臂3的位置信息并反馈至控制器。

情形四：当配平驱动组件51带动力感配平摇臂52、转轴53绕中心轴线逆时针旋转时，配平位置传感器7将实时测量转轴53的位置信息即配平位置信息，并反馈至控制器。力感配平摇臂52逆时针旋转带动第二连接件122、第一壳体1211、第二壳体1212向靠近第二连接件122的方向运动，即向下运动。同时，第一壳体1211带动第一滑动套14向靠近第二连接件122的方向运动，在弹簧的弹簧力的作用下，第二滑动套15向靠近第二连接件122的方向运动，并带动限位件112、滑动件111、第一连接件113向靠近第二连接件122的方向运动，使第二滑动套15的底部与第二壳体1212顶部抵接，最终弹簧的压缩长度和初始状态保持一致。力感机构1向靠近第二连接件122的方向运动，将带动力感摇臂4、旋转轴2、输出摇臂3一同绕旋转轴线L₁逆时针旋转，位置传感器将实时测量输出摇臂3的位置信息并反馈至控制器。

由此，当机组人员进行操纵器件配平时，通过配平机构5带动力感机构1向前或向后运动，进而驱动操纵器件进行配平运动，配平后力与位移曲线不变。

另一方面，本申请还提供了一种飞行器，包括如上任一技术方案的力感配平机构和操纵器件。其中，力感配平机构中的输出摇臂具有输入端和输出端。操纵器件与输出摇臂的输入端相连，旋转轴连接在输出摇臂的输出端，操纵器件通过输出摇臂向旋转轴提供扭矩。

由于本申请提供的飞行器包括如上任一技术方案的力感配平机构，因此二者能够解决相同的问题，并达到相同的效果。换而言之，由于该飞行器具有如上任一技术方案的力感配平机构，该力感配平机构中的弹性件13是在伸缩方向Z上被挤压，通过弹性件13产生的阻尼力提供上述感觉力，而不是通过弹性件的扭转力提供感觉力，由此能够提高具有该力感配平机构的飞行器的可靠性。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。此外，说明书中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种力感配平机构，其特征在于，包括：

力感机构(1)，包括第一连接组件(11)、第二连接组件(12)和连接在所述第一连接组件(11)和第二连接组件(12)之间的弹性件(13)；

旋转轴(2)，具有一旋转轴线L₁；

输出摇臂(3)，与所述旋转轴(2)相连，以向所述旋转轴(2)提供扭矩；

力感摇臂(4)，所述力感摇臂(4)的第一端与所述旋转轴(2)固定连接，所述力感摇臂(4)的第二端与所述第一连接组件(11)相连，所述力感摇臂(4)带动所述第一连接组件(11)沿所述弹性件(13)的伸缩方向(Z)平移，所述弹性件(13)的伸缩方向(Z)与所述旋转轴线L₁垂直；

配平机构(5)，与所述第二连接组件(12)相连，其中，所述输出摇臂(3)和所述配平机构(5)能够选择地驱动所述第一连接组件(11)或第二连接组件(12)沿所述伸缩方向(Z)平移，使所述弹性件(13)发生形变以提供与所述伸缩方向(Z)相同的阻尼力。

2.根据权利要求1所述的力感配平机构，其特征在于，

所述第一连接组件(11)包括滑动件(111)；

所述第二连接组件(12)包括与所述配平机构(5)连接的壳体(121)，所述壳体(121)内形成有安装腔(1210)，其中，

所述力感机构(1)还包括：

设于所述安装腔(1210)内的第一滑动套(14)和第二滑动套(15)，所述滑动件(111)与所述安装腔(1210)滑动配合，所述滑动件(111)的第一端设有位于所述安装腔(1210)内的限位件(112)，所述滑动件(111)的第二端伸出所述安装腔(1210)并与所述力感摇臂(4)的第二端相连，所述第一滑动套(14)和所述第二滑动套(15)均套设于所述滑动件(111)上，所述弹性件(13)的两端分别与所述第一滑动套(14)和所述第二滑动套(15)保持抵接；

第一止推件，能够选择地连接或分离所述第一滑动套(14)与所述滑动件(111)；

第二止推件，能够选择地连接或分离所述壳体(121)和所述第二滑动套(15)。

3.根据权利要求2所述的力感配平机构，其特征在于，

所述第一连接组件(11)包括第一连接件(113)，所述第一连接件(113)连接所述滑动件(111)的第二端与所述力感摇臂(4)的第二端；

所述第二连接组件(12)包括第二连接件(122)，所述第二连接件(122)连接所述壳体(121)与所述配平机构(5)。

4.根据权利要求3所述的力感配平机构，其特征在于，

所述第一连接组件(11)还包括第一轴承(114)，所述第一连接件(113)上设有第一铰接孔，所述第一轴承(114)设于所述第一铰接孔内，并连接所述第一连接件(113)与所述力感摇臂(4)的第二端；

所述第二连接组件(12)还包括第二轴承(123)，所述第二连接件(122)上设有第二铰接孔，所述第二轴承(123)设于所述第二铰接孔内，并连接所述第二连接件(122)与所述配平机构(5)。

5.根据权利要求2所述的力感配平机构，其特征在于，所述第一止推件包括能够选择地配合或分离的止推部和配合部，所述止推部和所述配合部中的一者设于所述第一滑动套(14)上、另一者设于所述滑动件(111)上，所述第二止推件包括能够选择地配合或分离的止挡部和适配部，所述止挡部和所述适配部中的一者设于所述壳体(121)上、另一者设于所述第二滑动套(15)上。

6.根据权利要求5所述的力感配平机构，其特征在于，

所述止推部为设于所述滑动件(111)外周的止推台阶，所述配合部为设置在所述第一滑动套(14)径向内侧的凸环，所述止推台阶与所述凸环能够选择地配合或分离；

所述止挡部为设于所述安装腔(1210)内壁上的止挡凸台，所述适配部被配置为所述第二滑动套(15)面对所述止挡凸台的壁面，所述止挡凸台与所述第二滑动套(15)面对所述止挡凸台的壁面能够选择地配合或分离。

7.根据权利要求5所述的力感配平机构，其特征在于，

所述止推部为设于所述滑动件(111)外周的止推吸附部，所述配合部为设置在所述第一滑动套(14)径向内侧的配合吸附部，所述止推吸附部与所述配合吸附部能够选择地吸合或分离；

所述止挡部为设于所述安装腔(1210)内壁上的止挡吸附部，所述适配部为设于所述第二滑动套(15)的径向外侧的适配吸合部，所述止挡吸附部与所述适配吸合部能够选择地吸合或分离。

8.根据权利要求5所述的力感配平机构，其特征在于，所述第一滑动套(14)的外周设有挡板部，所述壳体(121)具有供所述滑动件(111)伸出的止挡壁，所述弹性件(13)与所述挡板部抵接，向所述挡板部提供朝向所述止挡壁的弹性力。

9.根据权利要求5所述的力感配平机构，其特征在于，所述弹性件(13)套设于所述滑动件(111)上，所述第二滑动套(15)具有朝向所述第一滑动套(14)的承载面，所述承载面上设有容置槽，所述弹性件(13)抵接所述第二滑动套(15)的一端位于所述容置槽内。

10.根据权利要求1所述的力感配平机构，其特征在于，所述配平机构(5)包括：

配平驱动组件(51)；

力感配平摇臂(52)，所述力感配平摇臂(52)的第一端与所述第二连接组件(12)相连，所述力感配平摇臂(52)的第二端与所述配平驱动组件(51)相连；

转轴(53)，设置在所述力感配平摇臂(52)上，且连接在所述力感配平摇臂(52)的第一端与所述力感配平摇臂(52)的第二端之间，所述转轴(53)具有中心轴线L₂，所述中心轴线L₂与所述旋转轴线L₁平行，所述配平驱动组件(51)驱动所述力感配平摇臂(52)绕所述中心轴线L₂转动。

11.根据权利要求10所述的力感配平机构，其特征在于，还包括：

操纵器件位置传感器(6)，所述操纵器件位置传感器(6)设置在所述旋转轴(2)上，检测所述输出摇臂(3)的位置信息，并将所述输出摇臂(3)的位置信息发送到控制器；

和/或，

配平位置传感器(7)，所述配平位置传感器(7)设置于所述转轴(53)上，检测所述转轴(53)的配平位置信息，并将所述转轴(53)的配平位置信息发送到控制器。

12.一种飞行器，其特征在于，包括：

如权利要求1~11中任一项所述的力感配平机构，其中，所述输出摇臂(3)具有输入端和输出端，以及，

操纵器件，与所述输出摇臂(3)的输入端相连，所述旋转轴(2)连接在所述输出摇臂(3)的输出端，所述操纵器件通过所述输出摇臂(3)向所述旋转轴(2)提供扭矩。