阅读说明：本技术 一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置 (Novel redundancy integrated type airplane side lever control device ) 是由 孙健 来进勇 张建荣 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置,属于飞机结构设计领域。为解决飞机现有中央杆操纵系统体积大、重量重、维修性差,且飞行员腿部空间受限问题,本发明提供一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置：包括手柄、壳体、弹簧载荷机构、十字轴组件、齿轮、角位移传感器、阻尼器、锁定机构、滤波器,手柄与弹簧载荷机构中纵向摇臂连接,且纵向摇臂通过弹簧载荷机构中横向摇臂通过十字轴组件构成万向联轴节,弹簧载荷机构中纵向摇臂和横向摇臂通过齿轮将手柄的横向和纵向摆动传递到角位移传感器,由角位移传感器将手柄运动位移指令反馈给飞机。本发明体积小、重量轻、可靠性高、维修性好,可有效减轻飞机操纵系统的复杂程度,提高驾驶员的安全性。(A novel redundancy integrated type airplane side lever control device belongs to the field of airplane structural design. In order to solve the problems that the conventional central rod control system of the airplane is large in size, heavy in weight, poor in maintainability and limited in leg space of a pilot, the invention provides a novel redundancy integrated airplane side rod control device: the device comprises a handle, a shell, a spring load mechanism, a cross shaft assembly, a gear, an angular displacement sensor, a damper, a locking mechanism and a filter, wherein the handle is connected with a longitudinal rocker arm in the spring load mechanism, the longitudinal rocker arm forms a universal coupling through a transverse rocker arm in the spring load mechanism and the cross shaft assembly, the longitudinal rocker arm and the transverse rocker arm in the spring load mechanism transmit the transverse and longitudinal swinging of the handle to the angular displacement sensor through the gear, and the angular displacement sensor feeds back a movement displacement instruction of the handle to an airplane. The invention has small volume, light weight, high reliability and good maintainability, can effectively reduce the complexity of an airplane control system and improve the safety of a pilot.)

一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置

技术领域

本发明属于飞机结构设计领域，涉及一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置。

背景技术

目前，飞机现有中央杆操纵系统体积大、重量重、维修性差，且飞行员腿部空间受限，急需提供一种技术方案改善此类问题。本发明提出的新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置体积小、重量轻、可靠性高、维修性好，可有效减轻飞机操纵系统的复杂程度，获得更好的飞行品质，提高驾驶员的安全性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置。

本发明所采用的技术方案如下：

一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置，其特征在于：它包括手柄、壳体、弹簧载荷机构、十字轴组件、齿轮、角位移传感器、阻尼器、锁定机构、滤波器。

手柄通过螺钉与纵向摇臂上端部相连，偏心轮的通孔与振杆电机输出轴相连，小盖板安装在手柄上振杆电机上部将其盖住,当接收到飞机失速告警信号时，振杆电机工作，带动偏心轮旋转，使手柄产生振动，飞行员通过手柄感知飞机失速。

该壳体是由上盖板、底板及四块侧壁板组成的方盒结构，除手柄贯穿上盖板设置外，其余部件全部位于该方盒结构内部。

该弹簧载荷机构通过十字轴组件中的横向轴和纵向轴安装在四块侧壁板上，实现横向、纵向转动互不干涉。

弹簧载荷机构由横向摇臂、2根横向弹簧、2个横向滚子、2个横向凸轮、纵向摇臂、2根纵向弹簧、2个纵向滚子、2个纵向凸轮组成横向和纵向的载荷力双余度结构，为手柄提供横向、纵向的力位移特性。横向弹簧与横向摇臂通过螺栓转动连接，形成转动关系，横向滚子通过螺栓与横向摇臂连接，形成转动关系，在横向凸轮型面内转动，横向凸轮与横向摇臂固定连接；纵向弹簧与纵向摇臂通过螺栓转动连接，形成转动关系，纵向滚子通过螺栓与纵向摇臂连接，形成转动关系，在纵向凸轮型面内转动，纵向凸轮与纵向摇臂固定连接；横向凸轮与横向摇臂固联，纵向凸轮与纵向摇臂固联。通过双凸轮和双弹簧组成的载荷机构，实现了不同梯度的力位移特性，且当其中某个弹簧或凸轮结构损坏时，也可实现飞行员的操纵要求。

横向摇臂和纵向摇臂上各安装有4个角位移传感器，组成横向和纵向的位移信号四余度结构，通过齿轮将手柄横向和纵向的转动角度传递给角位移传感器，并由角位移传感器将转动角度转换为位移指令反馈给飞机。横向或纵向分布式安装的4个角位移传感器，使调试方便，相比单个四余度的角位移传感器功能相同，但结构简单，可靠性高。

阻尼器包括横向阻尼器和纵向阻尼器，横向阻尼器下端固定在底板上并形成转动关系，横向阻尼器上端与横向摇臂连接，为手柄横向转动提供阻尼；纵向阻尼器下端固定在底板上并形成转动关系，纵向阻尼器上端与纵向摇臂连接，为手柄纵向转动提供阻尼；。阻尼器为液压阻尼器，相比电涡流阻尼器，阻尼力大，功耗低。

锁定机构固定在底板上，滤波器固定在侧壁板上。

优选的是，所述手柄与壳体之间通过压板固定有橡胶套，该橡胶套用于密封手柄与壳体间的间隙。通过橡胶套，使壳体内部其他结构处于密封环境，提高了环境适应性。

优选的是，弹簧载荷机构中横向摇臂和纵向摇臂转动角度可通过固定在壳体侧壁板上的限位螺钉调整最大转动角度。

优选的是，手柄可通过弹簧载荷机构的作用在自动飞行即飞行员不操纵手柄时保持在中立位置，即横向和纵向的转动角度为0°，此时可通过锁定机构锁定，防止误操作。锁定机构由双向自保持式电磁铁和防卡弹簧摇臂组件组成。锁定机构通过防卡弹簧摇臂组件实现了在电磁铁故障时，手柄可在一定力的范围下摆脱锁定，使手柄达到防卡死操纵的目的。

优选的是，振杆电机和双向自保持式电磁铁在工作时会对飞机系统有轻微的电磁干扰，但通过设计的滤波器，实现了抑制电磁干扰的功能。且由于飞行中雷击效应会通过电缆传递到振杆电机和双向自保持式电磁铁，通过设计的滤波器，实现了雷电防护功能。

本发明提供一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置，以便简化结构、缩小体积、减轻重量，提高可靠性及维修性，获得更好的飞行品质，提高驾驶员的安全性。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是弹簧载荷机构的结构示意图。

1-手柄、1a-螺钉、1b-偏心轮、1c-振杆电机、1d-小盖板、2-壳体、2a-上盖板、2b-底板、2c-侧壁板、2d-压板、2e-橡胶套、2f-限位螺钉、3-弹簧载荷机构、3a-横向摇臂、3b-横向弹簧、3c-横向滚子、3d-横向凸轮、3e-纵向摇臂、3f-纵向弹簧、3g-纵向滚子、3e-纵向摇臂、4-十字轴组件、4a-横向轴、4b-纵向轴、5-齿轮、6-角位移传感器、7-阻尼器、7a-横向阻尼器、7b-纵向阻尼器、8-锁定机构、8a-双向自保持式电磁铁、8b-防卡弹簧摇臂组件、9-滤波器。。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。

一种新型多余度集成式飞机侧杆操纵装置，其特征在于：它包括手柄1、壳体2、弹簧载荷机构3、十字轴组件4、齿轮5、角位移传感器6、阻尼器7、锁定机构8、滤波器9。

手柄1通过螺钉1a与横向摇臂3a上端部相连，偏心轮1b的通孔与振杆电机1c输出轴相连，小盖板1d安装在手柄1上振杆电机1c上部将其盖住。当接收到飞机失速告警信号时，振杆电机工作，带动偏心轮旋转，使手柄产生振动，飞行员通过手柄感知飞机失速。

该壳体2是由上盖板2a、底板2b及四块侧壁板2c组成的方盒结构，除手柄1贯穿上盖板2a设置外，其余部件全部位于该方盒结构内部。

该弹簧载荷机构3通过十字轴组件4中的横向轴4a和纵向轴4b安装在四块侧壁板2c上，实现横向、纵向转动互不干涉。

弹簧载荷机构3由横向摇臂3a、2根横向弹簧3b、2个横向滚子3c、2个横向凸轮3d、纵向摇臂3e、2根纵向弹簧3f、2个纵向滚子3g、2个纵向凸轮3h组成横向和纵向的载荷力双余度结构，为手柄1提供横向、纵向的力位移特性。横向弹簧3b与横向摇臂3a通过螺栓转动连接，形成转动关系，横向滚子3c通过螺栓与横向摇臂3a连接，形成转动关系，在横向凸轮3d型面内转动，横向凸轮3d与横向摇臂3a固定连接；纵向弹簧3f与纵向摇臂3e通过螺栓转动连接，形成转动关系，纵向滚子3g通过螺栓与纵向摇臂3e连接，形成转动关系，在纵向凸轮3h型面内转动，纵向凸轮3h与纵向摇臂3e固定连接通过双凸轮和双弹簧组成的载荷机构，实现了不同梯度的力位移特性，且当其中某个弹簧或凸轮结构损坏时，也可实现飞行员的操纵要求。

横向摇臂3a和纵向摇臂3e上各安装有4个角位移传感器6，组成横向和纵向的位移信号四余度结构，通过齿轮5将手柄1横向和纵向的转动角度传递给角位移传感器6，并由角位移传感器6将转动角度转换为位移指令反馈给飞机。横向或纵向分布式安装的4个角位移传感器，使调试方便，相比单个四余度的角位移传感器功能相同，但结构简单，可靠性高。

阻尼器7包括横向阻尼器7a和纵向阻尼器7b，横向阻尼器7a下端固定在底板2b上并形成转动关系，横向阻尼器7a上端与横向摇臂3a连接，为手柄1横向转动提供阻尼；纵向阻尼器7b下端固定在底板2b上并形成转动关系，纵向阻尼器7b上端与纵向摇臂3e连接，为手柄1纵向转动提供阻尼；阻尼器为液压阻尼器，相比电涡流阻尼器，阻尼力大，功耗低。

锁定机构8固定在底板2b上，滤波器9固定在侧壁板2c上。

所述手柄1与所述壳体2之间通过压板2d固定有橡胶套2e，该橡胶套2e用于密封手柄1与壳体2之间的间隙。通过橡胶套，使壳体内部其他结构处于密封环境，提高了环境适应性。

弹簧载荷机构3中横向摇臂3a和纵向摇臂3e转动角度可通过固定在壳体侧壁板2c上的限位螺钉2f调整最大转动角度。

手柄1可通过弹簧载荷机构3的作用在自动飞行即飞行员不操纵手柄1时保持在中立位置，即横向和纵向的转动角度为0°，此时可通过锁定机构8锁定，防止误操作。锁定机构8由双向自保持式电磁铁8a和防卡弹簧摇臂组件8b组成。锁定机构由双向自保持式电磁铁和防卡弹簧摇臂组件组成。锁定机构通过防卡弹簧摇臂组件实现了在电磁铁故障时，手柄可在一定力的范围下摆脱锁定，使手柄达到防卡死操纵的目的。

振杆电机1c和双向自保持式电磁铁8a在工作时会对飞机系统有轻微的电磁干扰，但通过设计的滤波器9，实现了抑制电磁干扰的功能。且由于飞行中雷击效应会通过电缆传递到振杆电机1c和双向自保持式电磁铁8a，通过设计的滤波器9，实现了雷电防护功能。