CN219565448U - 飞行器操纵组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种飞行器操纵组件,包括第一操纵手柄及第二操纵手柄,所述第一操纵手柄上集成有用于控制前飞速率的速度操控结构和用于控制飞行器升降的升降操控结构,所述第二操纵手柄上集成有用于控制飞行器飞行姿态的姿态操控结构,所述飞行器的飞行姿态包括飞行器的滚转姿态、俯仰姿态和偏航姿态;在所述第一操纵手柄和第二操纵手柄中,其中一操纵手柄为左操纵手柄,另一操纵手柄为右操纵手柄。利用本实用新型的飞行器操纵组件操纵垂直起降固定翼飞行器时,从垂直阶段到飞行阶段的整个过程,不会因一个动作产生不同的操纵结果,有利于避免飞行员因模式不同引起的不当操作,提高飞行安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于飞行器的操控领域,尤其涉及飞行器操纵组件。
背景技术
垂直起降固定翼飞行器在起飞阶段采用多旋翼或直升机锤击起降的方式飞行,在巡航平飞阶段采用固定翼水平飞行的方式。但固定翼飞行器和垂直起降飞行器的操控方式不同,操纵习惯也不同:例如,固定翼飞行器通常采用操纵杆和脚蹬来操控飞行器,右手杆操控飞行器姿态,左手操控杆操控飞行器油门,脚蹬操控飞行器航向;而垂直起降的飞行器,右手杆操控飞行器前进方向,左手杆操控飞行器的飞行高度,脚蹬或左手杆来控制飞行器航向。
目前所有中大型垂直起降固定翼飞行器为了兼容两种飞行模式,都是采用分阶段的操控方式;垂直起降阶段,飞行器通过模式开关切换到垂直飞行模式,飞行器的操控方式与垂直飞行器相同;在水平飞行阶段,飞行器通过模式开关切换到固定翼模式,飞行的操控方式与固定翼操控方式相同。由于传统的飞行员一般都在一种类型的飞行器上大量练习,其操纵习惯也针对该种类型飞行器,因此两种飞行模式的切换给飞行员带来极大的操纵负担,而且在一些应急情况下,飞行员的长期练习的下意识操纵会处理掉很多应急情况,而两种不同的模式,飞行员没办法下意识快速应急处置,操纵不当会带来灾难性后果。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种飞行器操纵组件,以降低飞行员操作不当的几率。
为达到上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
飞行器操纵组件,包括:
第一操纵手柄,所述第一操纵手柄上集成有用于控制前飞速率的速度操控结构和用于控制飞行器升降的升降操控结构;及
第二操纵手柄,所述第二操纵手柄上集成有用于控制飞行器飞行姿态的姿态操控结构,所述飞行器的飞行姿态包括飞行器的滚转姿态、俯仰姿态和偏航姿态;
在所述第一操纵手柄和第二操纵手柄中,其中一操纵手柄为左操纵手柄,另一操纵手柄为右操纵手柄。
可选的,所述第一操纵手柄包括:
第一基座;
第一操纵件,可转动的设置于所述第一基座上,所述第一操纵件相对所述第一基座转动的转动量和转动方向关联飞行器的前飞速率,所述第一操纵件相对所述第一基座转动的方式为相对转动;及
升降输入元件,集成在所述第一操纵件上,所述升降输入元件用于控制飞行器在高度方向上的升降。
可选的,所述升降输入元件具有第一拨动部,以所述第一拨动部的初始位置为第一基准位,所述第一拨动部包括沿第一基准位不同方向拨动的第一拨动方向和第二拨动方向;
其中,所述第一拨动部向第一拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的爬升参数,所述第一拨动部向所述第二拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的下降参数。
可选的,所述升降输入元件为可按压可拨动的电位器,所述第一拨动部在按压方向上的位置包括第一初始位和第一下压位,当所述第一拨动部被按压至所述下压位时,所述飞行器的高度配平清零;
可选的,所述升降输入元件配置有用于测量所述拨动部的拨动量的第一传感器,所述第一操纵件上还集成有按压后控制飞行器高度配平清理的按钮。
可选的,所述第一操纵件的初始位置为第二基准位,所述第一操纵件的转动方向包括沿第二基准位的不同方向转动的第一转动方向和第二转动方向;
其中,所述第一操纵件向第一转动方向转动的转动量关联飞行器的前飞速率的增量,所述第一操纵件向第二转动方向转动的转动量关联飞行器的前飞速率的减量,所述第一操纵件还配置有第二传感器,所述第二传感器用于测量所述第一操纵件相对所述第一基座转动的转动量或转动方向。
可选的,所述第一基座上还设置有锁止机构,所述第一操纵件从第二基准位向所述第二转动方向活动的锁止位置包括第一止锁位置和第二止锁位置,所述第一止锁位置位于所述第二止锁位置和所述第二基准位之间。
可选的,所述第二操纵手柄包括:
第二基座;
第二操纵件,所述第二操纵件能够相对第二基座沿第一方向移动或转动,所述第二操纵件能够相对第二基座沿第二方向移动或转动,且所述第二操纵件在所述第一方向上的移动或转动的变化量关联飞行器的滚转姿态,所述第二操纵件在所述第二方向上移动或转动的变化量关联飞行器的俯仰姿态;
偏航操控结构,集成在所述第二操纵件上,所述偏航操控结构用于操控飞行器偏航。
可选的,所述偏航操控结构包括集成于所述第二操纵件上的偏航输入元件,所述偏航输入元件具有第二拨动部,以所述第二拨动部的初始位置为第三基准位,所述第二拨动部包括沿第三基准位不同方向拨动的第三拨动方向和第四拨动方向;
其中,所述第二拨动部向第三拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的向左偏航的左偏航速度/左偏航加速度/左偏航角度,所述第二拨动部向所述第四拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器向右偏航的右偏航速度/右偏航加速度/右偏航角度。
可选的,所述偏航输入元件为可按压可拨动的电位器,所述第二拨动部在按压方向上的位置包括第二初始位和第二下压位,当所述第二拨动部被按压至所述第二下压位时,所述飞行器的偏航配平清零。
可选的,所述第二操纵件包括相连接的第二连接部和第二握持部,所述第二握持部能够相对所述第二连接部沿第三方向转动,所述第二握持部相对所述第二连接部的转动角度关联飞行器的偏航姿态。
利用本实用新型的飞行器操纵组件操纵垂直起降固定翼飞行器时,在垂直起降阶段,通过其中操纵第一操纵手柄的升降操控结构就能控制飞行器的升降,在进入平飞阶段后,通过操纵第二操纵手柄的控制飞行器的飞行姿态,无论是垂直起降阶段还是平飞阶段,都通过第一操纵手柄的速度操控结构控制飞行器的前飞速率,从垂直阶段到飞行阶段的整个过程,不会因一个动作产生不同的操纵结果,有利于避免飞行员因模式不同引起的不当操作,提高飞行安全性。
附图说明
图1为本实用新型的飞行器操纵组件的一示例性的结构示意图;
图2为图1中第一操纵手柄的一示例性的结构示意图;
图3为图2的第一操纵手柄在第一操纵件位于第二基准位时的状态示意图;
图4为图2的第一操纵手柄在第一操纵件位于第一止锁位置时的状态示意图;
图5为图2的第一操纵手柄在第一操纵件位于第二止锁位置时的状态示意图;
图6为图2的操纵手柄拆除防护罩后的结构示意图;
图7为图1中第二操纵手柄的一示例性的结构示意图;
图8为图1中第二操纵手柄的另一示例性的结构示意图;
图9为图7的第二操纵手柄拆除面板及密封罩等零件后的结构示意图;
图10为图9中第二操纵件的连杆段与基座之间的位置关系图(基座局部剖开);
图11为图9的爆炸视图;
图12为图1中第二操纵手柄的再一示例的操纵手柄的结构示意图。
附图标记说明:
100-第一操纵手柄;
110-第一基座;
120-第一操纵件、121-第一握持部、122-第一连接部、123-力作用部;
130-升降输入元件、131-第一拨动部;
140-锁止机构、141-止位件、1411-第一止位面、1412-锁紧沟槽、142-解锁部;
150-第二传感器;
200-第二操纵手柄;
210-第二基座、2101-第一安装孔、2102-第二安装孔、2103-容纳空间;
220-第二操纵件、221-第二连杆段、222-第二握持部、2111-力输入部;
231-第二拨动部、232-第三传感器、233-第四传感器;
240-连接关节、241-第一转动件、2411-第一中间部位、2412-第一轴段、242-第二转动件、2421-第二中间部位、2422-第二轴段、2421a-传扭槽;
250-面板;
260-第二弹性件;
270-密封罩;
280-防护罩。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本实用新型发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是,本实用新型能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,自始至终相同附图标记表示相同的组件。
结合参见图1至图12,本实用新型的飞行器操纵组件,包括第一操纵手柄100和第二操纵手柄200,在所述第一操纵手柄100和第二操纵手柄200中,其中一操纵手柄为左操纵手柄,另一操纵手柄为右操纵手柄;第一操纵手柄100上集成有用于控制前飞速率的速度操控结构和用于控制飞行器升降的升降操控结构,第二操纵手柄200上集成有用于控制飞行器飞行姿态的姿态操控结构,飞行器的飞行姿态包括飞行器的滚转姿态、俯仰姿态和偏航姿态。
利用此种飞行器操纵组件操控垂直起降固定翼飞行器时,在垂直起降阶段,通过操控第一操纵手柄100控制飞行器,由于第一操纵手柄100上集成有升降操控结构和速度操控结构,因此垂直起降阶段通过该第一操纵手柄100能够利用该升降操控结构和速度操控结构控制飞行器的起降和前飞速率;在进入平飞阶段后,由于第二操纵手柄200上集成了姿态操控结构,通过操控第二操纵手柄200能够控制飞行器的飞行姿态,通过在平飞阶段,仍然可以通过第一操纵手柄100上的速度操控结构控制飞行器的速度。
此种飞行器操纵组件,从垂直阶段到飞行阶段的整个过程,不会因一个动作产生不同的操纵结果,有利于避免飞行员因模式不同引起的不当操作,提高飞行安全性。
参见图1,第一操纵手柄100为左操纵手柄,第二操纵手柄200为右操纵手柄,本实用新型中,“左操纵手柄”是指供操作者左手握持的操纵手柄,“右操纵手柄”是指供操作者右手握持的操纵手柄,操控过程中,操作者位于该操控位,左手握持左操控手柄,右手握持右操控手柄,操纵便捷。图1中,第一操纵手柄100位于操控位的左侧,第二操纵手柄200位于操控位的右侧;在实际实施过程中,第一操纵手柄100也可以位于操控位的右侧,而第二操纵手柄200可以位于操控位的左侧。
需要说明的是,本实用新型的飞行器操纵组件既可以集成在飞行器上用于操控载人飞行器,也可以独立集成在操控器或操控平台上,用以操控无人飞行器。
在一些实施例中,参见图2至图6,该第一操纵手柄100包括第一基座110、第一操纵件120和升降输入元件130;第一操纵件120可转动的设置于第一基座110上,第一操纵件120相对第一基座110转动的转动量关联飞行器的前飞速度;升降输入元件130集成在第一操纵件120上,升降输入元件130用于控制飞行器在高度方向上的升降。此处第一操纵件120可相对第一基座110转动的结构即为速度操控结构,升降输入元件130即为升降操控结构。
利用该第一操纵手柄100在操控飞行器时,在垂直起降阶段,只要握持第一操纵件120,利用升降输入元件130输入升降指令,就能够控制飞行器的升降,向第一操纵件120施加作用力,使第一操纵件120向相应方向执行相应的转动动作,就能控制飞行器的前飞速率;在进入平飞阶段后,不再利用升降输入元件130操控飞行器升降,但仍然通过操纵该第一操纵手柄100转动进行前飞速率的控制。
对于第一操纵手柄100,以下将对升降输入元件130采用的方式进行详细说明:
在一些实施例中,升降输入元件130具有第一拨动部131,以第一拨动部131的初始位置为第一基准位,第一拨动部131被拨动的方向包括沿第一基准位不同方向拨动的第一拨动方向和第二拨动方向;其中,第一拨动部131向第一拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的爬升参数,第一拨动部向第二拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的下降参数。此种飞行器第一操纵手柄100,只需要拨动该第一拨动部131就能进行飞行器的升降控制,操控过程中,可以手握第一操纵件120,利用大拇指控制第一拨动部131的拨动,复合人体工学,操控方便。
譬如,图2中,该第一拨动方向为上拨方向,对应飞行器的爬升,第二拨动方向为下拨方向,对应飞行器的下降,操纵体验很直观。
需要说明的是,此处的爬升参数和下降参数中的“参数”可以为爬升速率或升降速率的变化量。
在一些实施例中,升降输入元件130为可按压可拨动的电位器,第一拨动部131在按压方向上的位置包括第一初始位和第一下压位,当所述第一拨动部131被按压至所述第一下压位时,所述飞行器的高度配平清零。此时,第一操纵件120上集成了飞行器高度配平清零的功能,在进行高度配平清零时也无需切换模式,也有利于降低飞行员操作不当的几率,此种方式中,相当于升降输入元件130能够控制飞行器在高度方向上的悬停。
需知,实际实施过程中,可按压可拨动的电位器可以采用现有电位器,例如三态传感器,具体结构并不为本公开的创新点,此处不做赘述。
在另一些实施例中,若升降输入元件130并非可按压可波动的电位器(图未示),那么可以在第一操纵件120上集成悬停按钮,通过按压该悬停按钮,使飞行器能够在高度方向上悬停。当然,无论采用何种方式,在飞行器在从垂直起降阶段进入平飞阶段的过程中,都需要飞行器先在高度方向上悬停,以实现垂直起降和平飞的过渡。
在另一些实施例中(图未示),若升降输入元件130并非电位器,也并非传感器,而是纯结构元件,那么该升降输入元件130需要配置第一传感器(图未示),该第一传感器用于测量第一拨动部131向第一拨动方向拨动或第二方向拨动被拨动的拨动量。此时,该第一传感器可以为旋转式电位器,也可以为角度编码器等,只要能够直接或间接采集到第一拨动部131的拨动量均可。
对于第一操纵手柄100,以下将对第一操纵件120相对第一基座110转动的转动量和转动方向具体如何关联飞行器的前飞速率进行说明:
在一些实施例中,结合参见图2至图6,第一操纵件120的初始位置为第二基准位,第一操纵件120的转动方向包括沿第二基准位的不同方向转动的第一转动方向和第二转动方向;其中,第一操纵件120向第一转动方向转动的转动量关联飞行器的前飞速率的增量,第一操纵件120向第二转动方向转动的转动量关联飞行器的前飞速率的减量,第一操纵件120还配置有第二传感器150,第二传感器150用于测量第一操纵件120相对第一基座110转动的转动量和转动方向。
譬如,该第一转动方向可以为推动第一操纵件120向前转动的方向,第二转动方向可以为拉动第一槽组件120向后转动的方向,也就是通过前推第一操纵件120可以加大飞行器的前飞速率(也就是加速),通过后拉第一操纵件120可以使飞行器的前飞速率降低(也就是减速),操控方便。当然,在实际实施过程中,该第一转动方向和第二转动方向也可以不采用前后转动的方式,而采用其他方向,但是前后方向作为活动方向更符合人体工学、也有利于飞行员更直观的操控飞行器,使飞行员快速适应此种第一操纵手柄。
在一些实施例中,结合参见2至图6,第一基座110上还设置有锁止机构140,第一操纵件120从第二基准位向第二活动方向活动的锁止位置包括第一止锁位置;当第一操纵件120在外力作用下向第二方向活动时,第一操纵件120被所述锁止机构140锁止在所述第一止锁位置。此种结构,在飞行器飞行过程中,若降低前飞速率,则操纵该第一操纵件120向第二活动方向转动或移动。
在另一些实施例中,参见图3至图5,第一基座110上也设置有锁止机构140,第一操纵件120从第二基准位向所述第二转动方向活动的锁止位置包括第一止锁位置和第二止锁位置,第一止锁位置位于第二止锁位置和所述第二基准位之间。
图2中,该锁止机构包止位件141和第一弹性件(图未示),止位件141活动设置于第一基座110上,止位件141的锁止位置包括常态位和极限位,止位件141在第一基座110上的活动方式为转动或移动;第一弹性件用于提供驱使止位件141保持在常态位的弹性力;第一操纵件120上设置有用于接触止位件141的力作用部123。
参见图4,当所述第一操纵件120位于第一止锁位置时,力作用部123接触所述止位件141,且止位件141位于所述常态位;当第一操纵件120在外力作用下克服弹性力从第一止锁位置向第二止锁位置活动时,力作用部123推挤止位件141向所述极限位活动;参见图5,当第一操纵件120位于第二止锁位时,止位件141位于极限位,并锁紧力作用部123。
此种结构,使得若飞行器达到第一止锁位置后前飞速率仍然未能降低至预期速度,则可以加大对操纵力,使第一操纵件120向第二止锁位置转动或移动,进一步降低前飞速率,此过程可以在前方障碍物距离较近时执行,类似于急刹,有利于提高飞行器飞行的安全性。
为便于理解,在一些实施例中,结合参见图2至图5,第一操纵件120可转动的设置于第一基座110上,力作用部123位凸设于第一操纵件120上;所述止位件141可转动的设置于第一基座110上,止位件141具有第一止位面1411和锁紧沟槽1412,第一止位面1411与锁紧沟槽1412相邻,此时,该第一弹性件可以为扭簧。
参见图4,当第一操纵件120位于第一止锁位置时,力作用部123抵靠在第一止位面1411上;当第一操纵件120从第一止锁位置向第二止锁位置活动时,力作用部123相对第一止位面1411滑移进入锁紧沟槽1412;参见图5,当第一操纵件120位于所述第二止锁位时,力作用部123被卡在锁紧沟槽1412内,若停止向第一操纵件120施压,在第一弹性件的作用下,力作用部123仍被限位在锁紧沟槽1412内。
须知,虽然图2至图5中仅示例了第一操纵件120可转动设置于第一基座110上,止位件141也可转动设置于第一基座110上的方式,在实际实施过程中,第一操纵件120也可以可转动的设置于第一基座110上,止位件141可移动的设置于第一基座110上。
在一些实施例中,参见图2,第一操纵件120包括第一握持部121和第一连接部122,第一连接部122连接第一握持部121和第一基座110,该力作用部123设置于第一连接部122上,使得力作用部123相对第一握持部121相对远离,有利于避免力作用部123对握持动作产生不良影响。
在一些实施例中,参见图2,所述止位件141上还设置有用于向第一弹性件施加解锁力矩的解锁部142。当然,在实际实施过程中,也可以不设置该解锁部142,直接扳动该止位件141,但设置该解锁部142时,可以直接按压该解锁部142进行解锁,操作方便且省力。
对比第二操纵手柄200,以下各实施例将具体对姿态操控结构在第二操控手柄上的设置方式进行说明:
在一些实施例中,结合参见图8至图12,第二操纵手柄200包括第二基座210、第二操纵件220和偏航操控结构,第二操纵件220能够相对第二基座210沿第一方向移动或转动,第二操纵件220能够相对第二基座210沿第二方向移动或转动,且第二操纵件220在所述第一方向上的移动或转动的变化量关联飞行器的滚转姿态,第二操纵件220在第二方向上移动或转动的变化量关联飞行器的俯仰姿态;偏航操控结构集成在第二操纵件220上,该偏航操控结构用于操控飞行器偏航。
利用该第二操纵手柄200操控飞行器时,操作者握持第二操纵件220,在平飞阶段,只要沿第一方向向第二操纵件220施力就控制飞行器的滚转,沿第二方向第二操纵件220施力就能控制飞行器的俯仰,通过偏航操控结构就能控制飞行器的偏航。
在一些实施例中,参见图12,所述偏航操控结构包括集成于所述第二操纵件220上的偏航输入元件,所述偏航输入元件具有第二拨动部231,以所述第二拨动部231的初始位置为第三基准位,所述第二拨动部231包括沿第三基准位不同方向拨动的第三拨动方向和第四拨动方向;其中,所述第二拨动部231向第三拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的向左偏航的左偏航速度或左偏航加速度或左偏航角度,所述第二拨动部231向所述第四拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器向右偏航的右偏航速度或右偏航加速度或右偏航角度。
此种第二操纵手柄200,只需要拨动该第二拨动部231就能进行偏航姿态的操控,操控过程中,可以手握第二操纵件220,利用大拇指控制第二拨动部231的拨动,复合人体工学,操控方便。
在一些实施例中,参见图12,所述偏航输入元件为可按压可拨动的电位器,所述第二拨动部231在按压方向上的位置包括第二初始位和第二下压位,当第二拨动部231被按压至所述第二下压位时,所述飞行器的偏航配平清零。
此时,第二操纵手柄200上集成了飞行器偏航配平清零的功能,在进行偏航配平清零时也无需切换模式,也有利于降低飞行员操作不当的几率。
需知实际实施过程中,可按压可拨动的电位器可以采用现有电位器,例如三态传感器,具体结构并不为本公开的创新点,此处不做赘述。
在另一些实施例中,该偏航输入元件也可以为可转动的设置于第二操纵件220上的拨盘或拨钮,该第二操纵件220上设置有用于测量拨盘或拨钮转动角度的传感器,利用该传感器采集的数据关联飞行器的偏航参数,进行偏航控制。
在一些实施例中,第三拨动方向与第四拨动方向呈相反设置。譬如,图12中,第三拨动方向为向左拨动的方向,第四拨动方向为向右拨动的方向。在实际实施过程中,第三拨动方向和第四拨动方向也可以对应其他方向,譬如,第三拨动方向也可以为向右拨动的方向,第四拨动方向也可以为向左拨动的方向;又譬如,第三拨动方向还可以为向上或向下拨动的方向,第四拨动方向也可以对应为向上或向上的拨动的方向。当然,第三拨动方向和第四拨动方向的实际拨动方向最好尽可能与现有操纵手柄一致,更有利于飞行员快速适应。
在还有一些实施例中,结合参见图7至图11,所述第二操纵件220包括相连接的第二连接部221和第二握持部222,所述第二握持部222能够相对所述第二连接部221沿第三方向转动,所述第二握持部222相对所述第二连接部221的转动角度关联飞行器的偏航姿态。
此种飞行器操纵手柄,只需要沿第三方向转动第二握持部222就能进行偏航姿态的操控,操控方便。
譬如,在一些实施例中,该第三方向是指第二握持部222相对第二连接部221回转的方向。在进行偏航姿态操控时,握持该第二握持部222,只需要拧转第二握持部222,即可实现偏航姿态操控,符合人体工学。
在一些实施例中,所述第二握持部222与所述第二连接部221之间设置有用于测量所述第二握持部222与所述第二连接部221之间的转动角度的第一采集元件(图未示),该第一采集元件采集的数据关联飞行器的偏航姿态。在实际实施过程中,该第一采集元件可以为电位器或角度编码器等。
在一些实施例中,结合参见图8至图11,第二基座210和第二操纵件220之间设置有连接关节240,该连接关节240连接第二基座210和第二操纵件220,所述连接关节240包括第一低副和第二低副,使所述第二操纵件220能够相对基座沿第一方向移动或转动,且所述第二操纵件220能够相对基座沿第二方向移动或转动。
以下实施例将对第一低副和第二低副进行说明,也就是详述如何进行滚转和俯仰姿态的控制:
在一些实施例中,所述第二操纵件220还配置有第三传感器232,所述第三传感器232用于测量所述第二操纵件220随所述第一低副移动或转动的变化量;所述第二操纵件220还配置有第四传感器233,所述第四传感器233用于测量所述第二操纵件220随所述第二低副移动或转动的变化量。
需要说明的是,此处第一低副移动或转动的变化量可以分为两种情况,若第一低副是移动副,那么该变化量就表示第二操纵件220相对第二基座沿第一方向的行程变化,若第一低副是转动副,那么该变化量就表示第二操纵件220相对第二基座沿第一方向的转动角度。在实际实施过程中,该第三传感器232可以为旋转式电位器,也可以为角度编码器等,只要能够直接或间接采集到第二操纵件220沿第一方向移动的行程变化或转动角度均可。
需要说明的是,此处第二低副移动或转动的变化量也可以分为两种情况,若第二低副是移动副,那么该变化量就表示第二操纵件220相对第二基座沿第二方向的行程变化,若第二低副是转动副,那么该变化量就表示第二操纵件220相对第二基座沿第二方向的转动角度。在实际实施过程中,该第四传感器233可以为旋转式电位器,也可以为角度编码器等,只要能够直接或间接采集到第二操纵件220沿第二方向移动的行程变化或转动角度均可。在实际实施过程中,该第四传感器233可以为旋转式电位器,也可以为角度编码器等,只要能够直接或间接采集到第二操纵件220沿第二方向移动的行程变化或转动角度均可。
在一些实施例中,所述第一低副为横向转动副或横向移动副;所述第二低副为纵向转动副或纵向移动副。
也就是说,在第一方向为横向,第二方向为纵向的前提下,实际实施过程中,可以存在四种情况:第一种是第一低副和第二低副都是转动副;第二种是第一低副和第二低副都是移动副;第三种是第一低副是转动副,第二低副是移动副;第四种是第一低副是移动副,第二低副是转动副。
需要说明的是,对操纵该第二操纵手柄200的操作者而言,此处的“横向”是指左右方向,“纵向”是指前后方向。另外,虽然上述描述中未提及,但该第二操纵件220和第二基座210之间是具有用于驱使第二操纵件220保持在相应初始位置的第二弹性件260的,该第二弹性件260可以为压簧等。
为便于理解,在利用图中所示例的操纵手柄操控飞行器姿态时,握持该第二握持部222,向左或向右摇动该第二操纵件220,第二操纵件220就会随之向左或向右动,第三传感器232能够测量到相应的转动角度;向前或向后摇动该第二操纵件220,第二操纵件220就会随之向前或向后转动,第四传感器233能够测量到相应的转动角度;向左或向右拧转第二握持部222,对应的第一采集元件能够测量到相应的拧转角度;飞行器控制中心获取第三传感器232测量的转动角度、第四传感器233测量的转动角度和第一采集元件测量到的拧转角度来控制飞行器的横滚、俯仰和偏航,实现姿态控制。
为便于进一步理解第一低副和第二低副如何响应操控者的操控动作,以下对第一低副和第二低副都是转动副的方式列举示例进行说明。
在一些实施例中,结合参见图图10至图11,第一低副为横向转动副,第一低副包括第一安装孔2101和第一转动件241,第一安装孔2101开设在第二基座210上,且沿第二基座210的纵向方向延伸,第一转动件241具有配合安装在第一安装孔2101内的第一轴段2412,第三传感器232用于测量第一转动件241在第一安装孔2101内的转动角度;第二低副为纵向转动副,第二低副包括第二安装孔2102和第二转动件242,第二安装孔2102开设在第二基座210上,且沿第二基座210的横向方向延伸,第二转动件242具有配合安装在第二安装孔2102内的第二轴段2422,第四传感器233用于测量第二转动件242在第二安装孔2102内的转动角度;其中,第一转动件241与第二操纵件220绕一沿横向方向延伸的轴心线转动连接,第二转动件242与第二操纵件220之间具有传扭结构。
在实际实施过程中,也可以采用另一种方式,也就是:第二转动件242与第二操纵件220绕一沿纵向方向延伸的轴心线转动连接,第一转动件241与第二操纵件220之间具有传扭结构。
在一些实施例中,参见图11,传扭结构包括设置于相应转动件上的传扭槽2421a和设置于第二操纵件220上的力输入部2111,力输入部2111配合伸入传扭槽2421a内;沿传扭方向,传扭槽2421a的宽度与力输入部2111的宽度匹配;传扭槽2421a具有垂直与传扭方向的长边变向,使力输入部2111能够在第二操纵件220的驱动下在传扭槽2421a内摆动。譬如,图11中,传扭槽2421a设置于第二转动件242上。
在一些实施例中,参见图10和图11,第二基座210包括本体和开设于本体上的容纳空间2103;第一转动件241沿纵向方向横跨第二基座210,第一转动件241具有设置于容纳空间2103内的第一中间部位2411,第一轴段2412沿纵向分布在第一中间部位2411的两侧,且第一中间部位2411具有供力输入部2111贯穿的中空通槽;第二转动件242沿横向方向纵跨第二基座210,第二转动件242具有第二中间部位2421,第二轴段2422沿横向分布在第二中间部位2421的两侧,传扭槽2421a设置于第二中间部位2421上。此种方式中,第一转动件241和第二转动件242的受力均衡。
在一些实施例中,结合参见图图9至图11,第三传感器232为安装在第二基座210和第一轴段2412之间的第一旋转式电位器;第四传感器233为安装在第二基座210和第二轴段2422之间的第二旋转式电位器。
在一些实施例中,参见图8,该第二基座210上设置有面板250,第二弹性件260设置于第二基座210和第二握持部222之间,该面板250和第二握持部222之间还设置有密封罩270,参见图7,第二基座210外还设置有防护罩280。有利于使连接关节240被更好的防护,提高手柄的寿命。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.飞行器操纵组件,其特征在于,包括:
第一操纵手柄,所述第一操纵手柄上集成有用于控制前飞速率的速度操控结构和用于控制飞行器升降的升降操控结构;及
第二操纵手柄,所述第二操纵手柄上集成有用于控制飞行器飞行姿态的姿态操控结构,所述飞行器的飞行姿态包括飞行器的滚转姿态、俯仰姿态和偏航姿态;
在所述第一操纵手柄和第二操纵手柄中,其中一操纵手柄为左操纵手柄,另一操纵手柄为右操纵手柄。
2.根据权利要求1所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述第一操纵手柄包括:
第一基座;
第一操纵件,可转动的设置于所述第一基座上,所述第一操纵件相对所述第一基座转动的转动量和转动方向关联飞行器的前飞速率;及
升降输入元件,集成在所述第一操纵件上,所述升降输入元件用于控制飞行器在高度方向上的升降。
3.根据权利要求2所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述升降输入元件具有第一拨动部,以所述第一拨动部的初始位置为第一基准位,所述第一拨动部包括沿第一基准位不同方向拨动的第一拨动方向和第二拨动方向;
其中,所述第一拨动部向第一拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的爬升参数,所述第一拨动部向所述第二拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的下降参数。
4.根据权利要求3所述的飞行器操纵组件,其特征在于:
所述升降输入元件为可按压可拨动的电位器,所述第一拨动部在按压方向上的位置包括第一初始位和第一下压位,当所述第一拨动部被按压至所述第一下压位时,所述飞行器的高度配平清零;
或
所述升降输入元件配置有用于测量所述拨动部的拨动量的第一传感器,所述第一操纵件上还集成有按压后控制飞行器高度配平清理的按钮。
5.根据权利要求2所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述第一操纵件的初始位置为第二基准位,所述第一操纵件的转动方向包括沿第二基准位的不同方向转动的第一转动方向和第二转动方向;
其中,所述第一操纵件向第一转动方向转动的转动量关联飞行器的前飞速率的增量,所述第一操纵件向第二转动方向转动的转动量关联飞行器的前飞速率的减量,所述第一操纵件还配置有第二传感器,所述第二传感器用于测量所述第一操纵件相对所述第一基座转动的转动量和转动方向。
6.根据权利要求5所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述第一基座上还设置有锁止机构,所述第一操纵件从第二基准位向所述第二转动方向活动的锁止位置包括第一止锁位置和第二止锁位置,所述第一止锁位置位于所述第二止锁位置和所述第二基准位之间。
7.根据权利要求1所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述第二操纵手柄包括:
第二基座;
第二操纵件,所述第二操纵件能够相对第二基座沿第一方向移动或转动,所述第二操纵件能够相对第二基座沿第二方向移动或转动,且所述第二操纵件在所述第一方向上的移动或转动的变化量关联飞行器的滚转姿态,所述第二操纵件在所述第二方向上移动或转动的变化量关联飞行器的俯仰姿态;
偏航操控结构,集成在所述第二操纵件上,所述偏航操控结构用于操控飞行器偏航。
8.根据权利要求7所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述偏航操控结构包括集成于所述第二操纵件上的偏航输入元件,所述偏航输入元件具有第二拨动部,以所述第二拨动部的初始位置为第三基准位,所述第二拨动部包括沿第三基准位不同方向拨动的第三拨动方向和第四拨动方向;
其中,所述第二拨动部向第三拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器的向左偏航的左偏航速度/左偏航加速度/左偏航角度,所述第二拨动部向所述第四拨动方向被拨动的拨动量关联飞行器向右偏航的右偏航速度/右偏航加速度/右偏航角度。
9.根据权利要求8所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述偏航输入元件为可按压可拨动的电位器,所述第二拨动部在按压方向上的位置包括第二初始位和第二下压位,当所述第二拨动部被按压至所述第二下压位时,所述飞行器的偏航配平清零。
10.根据权利要求7所述的飞行器操纵组件,其特征在于:所述第二操纵件包括相连接的第二连接部和第二握持部,所述第二握持部能够相对所述第二连接部沿第三方向转动,所述第二握持部相对所述第二连接部的转动角度关联飞行器的偏航姿态。
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