CN217227903U - 一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索，包括：复位弹簧机构、导套线位移机构、调心法兰、输入轴线和输出轴线，输入轴线穿过复位弹簧机构并与复位弹簧机构耦合且另一端与飞机的驾驶员操纵装置相连，输出轴线穿过调心法兰且另一端与飞机操纵面的操纵摇臂相连，导套线位移机构两端分别与输入轴线和输出轴线相连。本申请所提供的推拉式控制软索通过设置相对应的复位弹簧，实现在操纵系统在两个方向上的操纵和精确复位；通过设置等螺距的螺施形扁平带状芯杆、滚动体保持架、侧软轨使操纵软索具有更小年弯曲半径，但不降低本体的传动刚度，本申请结构简单，功能完整，集成化成度高，重量轻，具有很高的专业应用价值和市场推广价值。

Description

一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索

技术领域

本申请属于技术飞机控制系统技术领域，特别涉及一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索。

背景技术

在飞机结构中，尤其是飞机的操纵系统、发动机控制系统以及货物运输系统中，经常有通过机械机构对运动目标体进行精确控制的需求。一般情况下，常见的机械传动和驱动系统中，采用机械拉杆摇臂机构即可实现，但机械拉杆摇臂机构在重量、空间敷设以及惯性力平衡方面具有天然的弱势，需要付出的重量、经济性和设计复杂度均比较大。采用钢索滑轮式的机械控制系统也是较为常规的选择，但是钢索滑轮式的机械机构必须绕制成一组回路使用，即必须存在一个主动边和一个从动边中，在操纵指令的往复运动中，主动边和从动边交替工作，这类控制系统相较机械拉杆摇臂机构有一定优势，但系统的敷设和系统的复杂程度仍然比较高，在相关标准中也有使用推拉钢索作为控制系统的传动部件的，此类控制系统具有和电缆一样的敷设和固定需求，使机械控制系统的设计和制造变得异常简单，但此类控制系统在精确控制方面具有先天性的不足，由于需要通过一组柔性杆传递操纵载荷甚至克服飞机的舵面气动铰链力矩，柔性杆在轴向变形的累积，会使控制系统具有很明显的滞回特性，并且在特定的需求下，控制端和目标端不能实现所需要的对应关系

目前对于较长距离(10m-30m)使用机械机构实现精确控制的需求场景很多，由于机械系统具有天然的可靠性和简易性，通过单系链路进行长距离的敷设是最优之选，提高系统的传动精度，尤其是确保在特定位置的操纵端和目标端的精确对应，是目前急需解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索，包括：复位弹簧机构、导套线位移机构、调心法兰、输入轴线和输出轴线，输入轴线穿过复位弹簧机构并与复位弹簧机构耦合且另一端与飞机的驾驶员操纵装置相连，输出轴线穿过调心法兰且另一端与飞机操纵面的操纵摇臂相连，导套线位移机构两端分别与输入轴线和输出轴线相连。

在本申请一实施方式中，所述复位弹簧机构包括筒体、复位弹簧、两组活动挡板、两组调节挡片和端头挡板，筒体为一端带有底板、另一端为开放端的筒状结构，所述底板的中心开有通孔，端头挡板的中部开有通孔并设置在筒体的开放端，端头挡板与筒体底部的距离能够调节，复位弹簧的自由长度大于筒体的长度，调节挡片的外廓小于端头挡板中部的通孔和筒体底板上的通孔，活动挡板的中部开有通孔，复位弹簧和活动挡板设置在筒体和端头挡板构成的筒状空间中，活动挡板设置在复位弹簧的两端，输出轴线穿过端头挡板、调节挡片、活动挡板、复位弹簧、活动挡板、调节挡片和筒体的底板，输出轴线的外廓与两组活动挡板的通孔相配合，两组调节挡片安装在输出轴线上，通过设置两组调节挡片在输出轴线连接的位置，使两组活动挡板分别和对应的调节挡片贴合，两组活动挡板在端头挡板和筒体底板的限制下，使复位弹簧处于预压缩状态。

进一步的，所述复位弹簧机构的筒体外缘设置有安装法兰。

在本申请一实施方式中，所述导套线位移机构包括保护套、两副侧软轨、滚动体、两副滚动体保持轨和芯杆，芯杆为扁平条状结构且两侧对称设置有与滚动体的外形相配合的凹槽，滚动体每两个一组且对称设置于芯杆的两侧，滚动体保持轨为扁平条状结构且对称设置于芯杆的两侧，滚动体保持轨的中部沿轴线方向等距设置有与滚动体的外形相配合的通孔，每组滚动体分别嵌于两副滚动体保持轨上的通孔内，侧软轨为扁平条状结构，且侧软轨的截面内侧具有与滚动体外形相配合凹槽、截面外侧为弧形的月牙形，两副侧软轨沿芯杆对称设置于两副滚动体保持轨的外侧，由芯杆及沿芯杆对称设置的滚动体保持轨、侧软轨构成的组合束的截面在一个圆内，保护套为圆形套管且套于由芯杆及沿芯杆对称设置的滚动体保持轨、侧软轨组成侧软轨组合束外。

进一步的，所述保护套为由丝带材料螺旋绕制的管状体和外部的软质套管套合而成。

进一步的，所述导套线位移机构的芯杆、侧软轨、滚动体保持轨为螺旋形扁平条状体结构，且芯杆、侧软轨、滚动体保持轨的螺距相等。

进一步的，所述滚动体为椭球体，对应的滚动体保持轨中部设置的通孔孔形为椭圆形。

进一步的，所述滚动体为圆柱体，对应的滚动体保持轨中部设置的通孔孔形为矩形。

在本申请一实施方式中，所述调心法兰包括法兰板、调心轴承和轴线管套，调心轴承安装于法兰板的中部，轴线管套安装于调心轴承的内孔，输入轴线穿过轴线管套的内孔，法兰板通过连接件连接于驾驶员操纵装置附近的机体结构上。

本申请所提供的推拉式控制软索通过设置相对应的复位弹簧，实现在操纵系统在两个方向上的操纵和精确复位；通过设置等螺距的螺施形扁平带状芯杆、滚动体保持架、侧软轨使操纵软索具有更小年弯曲半径，但不降低本体的传动刚度，本申请结构简单，功能完整，集成化成度高，重量轻，具有很高的专业应用价值和市场推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请中的具有复位末端的推拉式控制软索结构示意图。

图2是本申请中的复位弹簧机构示意图。

图3是本申请中的调心法兰示意图。

图4是本申请中的导套线位移机构示意图。

图5是本申请中的导套线位移机构截面示意图。

附图标记：

1-复位弹簧机构；

2-调心法兰；

3-导套线位移机构；

4-输入轴线；

5-输出轴线；

101-筒体；

102-复位弹簧；

103-活动挡板；

104-调节挡片；

105-端头挡板；

106-安装法兰；

201-法兰板；

202-调心轴承；

203-轴线套管；

301-保护套；

302-侧软轨；

303-滚动体；

304-滚动体保持轨；

305-芯杆。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。

小型飞机为五座型通用飞机，飞机驾驶员的操纵指令通过具有复位末端的推拉式控制软索传递至飞机舵面。如图1所示，本申请的具有复位末端的推拉式控制软索包括：复位弹簧机构1、导套线位移机构3、调心法兰2、输入轴线4和输出轴线5，输入轴线4穿过复位弹簧机构1并与复位弹簧机构1耦合，输出轴线5穿过调心法兰2，导套线位移机构3的两端分别与输入轴线4和输出轴线5相连。输入轴线4的另一端与飞机的驾驶员操纵装置相连，飞机的驾驶员操纵装置包括但不限于驾驶盘、驾驶柱和脚蹬组件；输出轴线5的另一端与飞机操纵面的操纵摇臂相连，飞机操纵面包括但不限于副翼舵面、方向舵舵面、升降舵舵面。

如图2所示，复位弹簧机构1包括筒体101、复位弹簧102、两组活动挡板103、两组调节挡片104和端头挡板105，筒体101为右侧带有底板、左侧为开放端的筒状结构，底板中心开有通孔，端头挡板105的中部开有通孔并设置在筒体101的开放端，端头挡板105与筒体101底部的距离可以调节，复位弹簧102的自由长度大于筒体101的长度，调节挡片104的外廓小于端头挡板105中部的通孔和筒体101底板上的通孔，活动挡板103的中部开有通孔，复位弹簧102和活动挡板103设置在筒体101和端头挡板105组成的筒状空间中，两活动挡板103设置在复位弹簧102的两端，输出轴线5依次穿过端头挡板105、调节挡片104、活动挡板103、复位弹簧102、活动挡板103、调节挡片104和筒体101的底板，输出轴线5的外廓与两组活动挡板103的通孔相配合，两组调节挡片104安装在输出轴线5上，通过设置的两组调节挡片104在输出轴线5的连接位置，可以使两组活动挡板103分别和对应的调节挡片104贴合，两组活动挡板103在端头挡板105和筒体101底板的限制下，可以使复位弹簧102处于预压缩状态。输出轴线5在导套线位移机构3的带动下，执行向筒体101底部方向的推动指令时，复位弹簧机构1在调节挡片104的作用下，带动活动挡板103而压缩复位弹簧102，从而将操纵指令传递至飞机舵面；输出轴线5在导套线位移机构3的带动下，执行完拉动指令后，导套线位移机构3做恢复零位运动时，复位弹簧102释放弹簧力，推动活动挡板103、调节挡片104以及输入轴线4运动，直至活动挡板103与端头挡板105贴合，实现输出轴线5在执行推动操纵后的精确复位；输出轴线5在导套线位移机构3的带动下，执行向筒体101底部相反方向的位动指令时，复位弹簧机构1在调节挡片104的作用下，带动活动挡板103而压缩复位弹簧102，调节挡片104穿出端头挡板105中部的通孔，复位弹簧102的另一端和活动挡板103在端头挡板105的限制下，不随输入轴线4进一步运动。

驾驶员操纵装置在每次做使输入轴线4向输出轴线5方向运动的推动舵面指令后恢复时，操纵系统的复位力为复位弹簧102的压缩力，在操纵指令为零时，仍然保持有复位弹簧102的预压缩力；驾驶员操纵装置在每次做使输出轴线5向输入轴线4方向运动的拉动舵面指令后回复时，操纵系统的复位力为复位弹簧102的压缩力，在操纵指令为零时，仍然保持有复位弹簧102的预压缩力。

当复位弹簧102的预压缩力之和大于操纵系统摩擦力，便可以确保驾驶员在每一次操纵时，驾驶员的操纵量和飞机舵面的偏转量有精确的对应关系，驾驶员在每一次操纵恢复时，驾驶员操纵装置的复位位置和飞机舵面的复位位置均可以精确的恢复至零位，从而实现对飞机的精确操纵。

在本申请中，复位弹簧机构1的筒体101外缘设置有安装法兰106。在机上安装时，安装法兰106通过螺栓连接于驾驶员操纵装置附近的机体结构上，或是安装法兰106通过螺栓连接于操纵面附近的机体结构上。

如图3所示，调心法兰2主要由法兰板201、调心轴承202和轴线管套203组成，调心轴承202安装于法兰板201的中部，轴线管套203安装于调心轴承202的内孔，输入轴线4穿过轴线管套203的内孔。在机上安装时，法兰板201通过螺栓连接于驾驶员操纵装置附近的机体结构上，当安装面与输入轴线4不重合时，通过调心轴承202自动适应。

如图4和图5所示，导套线位移机构3包括保护套301、两副侧软轨302、滚动体303、两副滚动体保持轨304和芯杆305，芯杆305为扁平条状不锈钢带，两侧对称设置有与滚动体303的外形相配合的凹槽，滚动体303为轴承钢球，每两个一组，对称设置于芯杆305的两侧，滚动体保持轨304为扁平条状不锈钢带，对称设置于芯杆305的两侧，滚动体保持轨304的中部沿轴线方向等距设置有与滚动体303的外形相配合的通孔，每组滚动体303分别嵌于两副滚动体保持轨304上的通孔内，侧软轨302为扁平条状不锈钢带，截面为内侧具有与滚动体303的外形相配合凹槽、外侧为弧形的月牙形，两副侧软轨302沿芯杆305对称设置于两副滚动体保持架304的外侧，由芯杆305及沿芯杆305对称设置的滚动体保持架304、侧软轨302构成的组合束的截面在一个圆内，保护套301为圆形套管，套于由芯杆305及沿芯杆305对称设置的滚动体保持架304、侧软轨302组成侧软轨302组合束外。

进一步的，保护套301由不锈钢丝带材料螺旋绕制的管状体和外部的聚四氟乙烯软质套管套合而成，该结构能够使具有复位末端的推拉式控制软索更软，能够正常使用的最小弯曲半径更小，更利于机上的敷设。

进一步的，导套线位移机构的芯杆305、侧软轨302、滚动体保持轨304为螺旋形扁平条状体，芯杆305、侧软轨302、滚动体保持轨304的螺距相等。这样能够使具有复位末端的推拉式控制软索更软，能够正常使用的最小弯曲半径更小，更利于机上的敷设。

在本申请另一实施例中，飞机油门操纵手柄的操纵指令通过该实施例中的具有复位末端的推拉式控制软索传递至发动机的调速器上，该具有复位末端的推拉式控制软索包括：复位弹簧机构1、导套线位移机构3、调心法兰2、输入轴线4和输出轴线5，输入轴线4穿过复位弹簧机构1并与复位弹簧机构1耦合，输出轴线5穿过调心法兰2，导套线位移机构3两端分别与输入轴线4和输出轴线5相连。输入轴线4的另一端与飞机油门操纵手柄；输出轴线5的另一端与飞机发动机的调速器上。

该实施例中的复位弹簧机构1、复位弹簧机构1的组成、原理及使用方法与上述实施例相同，其他不同点在于导套线位移机构3。

该实施例中，导套线位移机构3包括保护套301、两副侧软轨302、滚动体303、两副滚动体保持轨304和芯杆305，芯杆305为扁平条状不锈钢带，两侧对称设置有与滚动体303外形相配合的凹槽，滚动体303为具有自润滑能力的聚四氟乙烯回转体，每两个一组，对称设置于芯杆305的两侧，滚动体保持架304为扁平条状尼龙带，对称设置于芯杆305的两侧，滚动体303保持架中部沿轴线方向等距设置有与滚动体303的外形相配合的通孔，每组滚动体303分别嵌于两副滚动体303保持架上的通孔内，侧软轨302为扁平条状不锈钢带，截面为内侧具有与滚动体303外形相配合凹槽、外侧为弧形的月牙形，两副侧软轨302沿芯杆305对称设置于两副滚动体保持架304的外侧，由芯杆305及沿芯杆305对称设置的滚动体保持架304、侧软轨302构成的组合束的截面在一个圆内，保护套301为圆形套管，套于由芯杆305及沿芯杆305对称设置的滚动体保持架304、侧软轨302组成侧软轨302组合束外。

进一步的，滚动体303为椭球体状，对应的滚动体保持架304中部设置的通孔孔形为椭圆形，滚动体303保持架在与滚动体303接触的边缘具有厚缘，防止滚动体303从保持架内脱出。

本申请所提供的推拉式控制软索通过设置相对应的复位弹簧，实现在操纵系统在两个方向上的操纵和精确复位；通过设置等螺距的螺施形扁平带状芯杆、滚动体保持架、侧软轨使操纵软索具有更小年弯曲半径，但不降低本体的传动刚度，本申请结构简单，功能完整，集成化成度高，重量轻，具有很高的专业应用价值和市场推广价值。

以上所述，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，可轻易想到的变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，包括：复位弹簧机构、导套线位移机构、调心法兰、输入轴线和输出轴线，输入轴线穿过复位弹簧机构并与复位弹簧机构耦合且另一端与飞机的驾驶员操纵装置相连，输出轴线穿过调心法兰且另一端与飞机操纵面的操纵摇臂相连，导套线位移机构两端分别与输入轴线和输出轴线相连。

2.如权利要求1所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述复位弹簧机构包括筒体、复位弹簧、两组活动挡板、两组调节挡片和端头挡板，筒体为一端带有底板、另一端为开放端的筒状结构，所述底板的中心开有通孔，端头挡板的中部开有通孔并设置在筒体的开放端，端头挡板与筒体底部的距离能够调节，复位弹簧的自由长度大于筒体的长度，调节挡片的外廓小于端头挡板中部的通孔和筒体底板上的通孔，活动挡板的中部开有通孔，复位弹簧和活动挡板设置在筒体和端头挡板构成的筒状空间中，活动挡板设置在复位弹簧的两端，输出轴线穿过端头挡板、调节挡片、活动挡板、复位弹簧、活动挡板、调节挡片和筒体的底板，输出轴线的外廓与两组活动挡板的通孔相配合，两组调节挡片安装在输出轴线上，通过设置两组调节挡片在输出轴线连接的位置，使两组活动挡板分别和对应的调节挡片贴合，两组活动挡板在端头挡板和筒体底板的限制下，使复位弹簧处于预压缩状态。

3.如权利要求2所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述复位弹簧机构的筒体外缘设置有安装法兰。

4.如权利要求1所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述导套线位移机构包括保护套、两副侧软轨、滚动体、两副滚动体保持轨和芯杆，芯杆为扁平条状结构且两侧对称设置有与滚动体的外形相配合的凹槽，滚动体每两个一组且对称设置于芯杆的两侧，滚动体保持轨为扁平条状结构且对称设置于芯杆的两侧，滚动体保持轨的中部沿轴线方向等距设置有与滚动体的外形相配合的通孔，每组滚动体分别嵌于两副滚动体保持轨上的通孔内，侧软轨为扁平条状结构，且侧软轨的截面内侧具有与滚动体外形相配合凹槽、截面外侧为弧形的月牙形，两副侧软轨沿芯杆对称设置于两副滚动体保持轨的外侧，由芯杆及沿芯杆对称设置的滚动体保持轨、侧软轨构成的组合束的截面在一个圆内，保护套为圆形套管且套于由芯杆及沿芯杆对称设置的滚动体保持轨、侧软轨组成侧软轨组合束外。

5.如权利要求4所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述保护套为由丝带材料螺旋绕制的管状体和外部的软质套管套合而成。

6.如权利要求4所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述导套线位移机构的芯杆、侧软轨、滚动体保持轨为螺旋形扁平条状体结构，且芯杆、侧软轨、滚动体保持轨的螺距相等。

7.如权利要求4所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述滚动体为椭球体，对应的滚动体保持轨中部设置的通孔孔形为椭圆形。

8.如权利要求4所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述滚动体为圆柱体，对应的滚动体保持轨中部设置的通孔孔形为矩形。

9.如权利要求1所述的飞机具有复位末端的推拉式控制软索，其特征在于，所述调心法兰包括法兰板、调心轴承和轴线管套，调心轴承安装于法兰板的中部，轴线管套安装于调心轴承的内孔，输入轴线穿过轴线管套的内孔，法兰板通过连接件连接于驾驶员操纵装置附近的机体结构上。

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