一种飞机油门手动和自动切换的传动机构
阅读说明：本技术 一种飞机油门手动和自动切换的传动机构 (Transmission mechanism for manual and automatic switching of airplane accelerator ) 是由 刘伦洪 刘耐特 刘英特 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明属于航空航天传动系统领域,并公开了一种飞机油门手动和自动切换的传动机构。该传动机构包括基座和支架、电动推杆单元、复位单元、滑轮单元和碟刹单元,当系统正常且通电时,电动推杆单元中的电吸头向右运动将连接头吸住,然后带动复位块运动到梯形凹槽的最左侧,使得支架具备上下方向的自由度,操作杆的转动转化为支架的上下运动,以此保证操作杆的可操纵性；当系统异常或机构断电时,电吸盘失去吸力,复位块在弹簧作用下运动到梯形槽中最右侧限制支架上下运动,当操作杆被操作时,通过钢索和滑轮直接带动油门杆转动,实现手动控制油门。通过本发明,提高了油门操纵系统可靠性,提高油门响应特性,改善驾驶员的油门操纵手感。(The invention belongs to the field of aerospace transmission systems, and discloses a transmission mechanism for manual and automatic switching of an aircraft accelerator. When the system is normal and powered on, an electric suction head in the electric push rod unit moves rightwards to suck the connector, and then drives the reset block to move to the leftmost side of the trapezoidal groove, so that the support has freedom degrees in the vertical direction, and the rotation of the operating rod is converted into the vertical movement of the support, thereby ensuring the maneuverability of the operating rod; when the system is abnormal or the mechanism is powered off, the electric sucker loses suction force, the reset block moves to the rightmost side of the trapezoidal groove under the action of the spring to limit the support to move up and down, and when the operating rod is operated, the accelerator rod is directly driven to rotate through the steel cable and the pulley, so that the accelerator is manually controlled. By the invention, the reliability of the accelerator control system is improved, the response characteristic of the accelerator is improved, and the accelerator control hand feeling of a driver is improved.)
技术领域
本发明属于航空航天传动系统领域，更具体地，涉及一种飞机油门手动和自动切换的传动机构。
背景技术
某些飞机的油门由钢索直接操纵，即操纵杆与每台发动机的油门通过各自独立的环形钢索连接，驾驶员推拉操纵杆时，由环形钢索的拉动来实现发动机油门与操纵杆的联动。
现有的操作方式存在的问题有：环形钢索必须预张紧且穿行在曲折的通道中，拉动运行时的反复弯折易导致疲劳断裂；操作杆阻力及手感变化较大；油门响应不灵敏。若去掉钢索直接采用电传操纵，一旦电传系统出现故障，例如：控制器故障、连接不良、通讯故障、电源故障等，油门的开度将无法控制，驾驶员将无法控制发动机，存在重大安全隐患。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种飞机油门手动和自动切换的传动机构，其通过对其整体结构的布局和关键组件的巧妙设计，当将该传动机构接入飞机的油门操纵系统中时，在通电状态下，保证操作杆的可操纵性，保持操作杆的操作感，在断电状态，该传动机构将将操作杆的转动直接传递给油门，实现手动控制油门，对飞机的油门操纵系统不造成负担，实现油门操纵系统手动和自动状态自由切换。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种飞机油门手动和自动切换的传动机构，该传动机构包括基座和设置在该基座上的支架、电动推杆单元、复位单元、滑轮单元和碟刹单元，其中：
所述支架、电动推杆单元和复位单元均设置在所述基座的正面，所述滑轮单元和碟刹单元设置在所述基座的背面，所述基座正面设置有第一滑槽和第二滑槽，所述支架设置在所述第一滑槽中，该支架的正面设置有梯形凹槽，背面设置有滑轨，所述滑轨与所述第二滑槽配合；
所述电动推杆单元与所述复位单元相对设置，所述复位单元包括复位块、连接头和弹簧，所述复位块与所述梯形凹槽配合，用于限制所述支架在上下方向的自由度，该复位块通过所述连接头与所述弹簧相连；
所述滑轮单元包括滑轮和钢索，所述滑轮包括张索滑轮和导向滑轮，所述张索滑轮设置在纵向上，所述导向滑轮设置在横向上，所述钢索用于将设置在所述传动机构前方的操作杆、滑轮和设置在所述传动机构后方的油门杆连接；
所述碟刹单元设置导向滑轮上，用于在通电状态下限制导向滑轮的旋转；
当所述电动推杆单元中通电时，所述电动推杆单元上的电吸头具备电吸力，其向前运动将所述连接头吸住，然后通过所述连接头带动所述复位块向所述电动推杆单元的一侧运动，直至该复位块运动至所述梯形凹槽的最左侧，以此使得所述支架具备上下方向的自由度，所述碟刹单元限制导向滑轮的运动，当操作杆***作时，施加在该操作杆上的运动转化为所述支架的上下运动，以此保证在通电状态下操作杆的可操纵性；
当所述电动推杆单元处于断电状态下时，所述复位块处于所述梯形凹槽中靠近弹簧的一侧，以此限制所述支架上下运动，当操作杆***作时，通过所述钢索和滑轮将所述操作杆转动的角度传递给油门杆，实现手动控制油门。
进一步优选地，所述复位块包括横向的长柄和纵向的梯形块，所述横向的长柄与所述基座上的导轨配合，该长柄沿所述导轨左右运动，带动所述纵向的梯形块在所述梯形凹槽中左右运动。
进一步优选地，所述梯形块的截面为梯形，该梯形的上顶边的长度等于所述梯形凹槽上顶边的长度，梯形与下底边的夹角与所述梯形凹槽的腰与下底面的夹角相等。
进一步优选地，所述支架的上下上设置有凸柱，所述张索滑轮设置在该凸柱上。
进一步优选地，所述导向滑轮为双滑槽滑轮，所述张索滑轮为单滑槽滑轮。
进一步优选地，所述钢索包括两个钢索，从左边的导向滑轮输入，从右边的导向滑轮输出。
进一步优选地，所述弹簧采用恒力弹簧，在伸缩时提供恒定的拉力，断电时，将复位块拉至所述梯形凹槽的最右端。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明提供的传动机构，在电传模式时，操作杆带动的钢索只导致张紧滑轮架的运动、不影响油门开度，通过支架的上下运动释放施加在操作杆上的力，以此保证在通电情况下操作杆的操作手感，此时，油门的开度通过其他电驱动模块控制；在飞机电传系统出现故障时，本发明提供的传动机构自动切换到手动机械操纵模式，操作杆直接通过钢索控制油门开度，消除了电传系统故障时不能继续造操纵飞机的安全隐患，此设计延长了钢索的寿命，改善了驾驶手感，提高了油门响应特性；
2、本发明提供的传动机构，由于使用电传控制时操纵杆带动支架运动，钢索仅在张索机构部分移动，当切换到机械控制时支架复位，操纵杆直接控制油门开度，在切换前后操纵杆与油门相位对齐，切换期间油门位置无明显抖动；
3、本发明的提供的传动机构，机械控制时，左右制动均放松，此时的阻力来自于原有系统的机械传动阻力，电传控制时，右碟刹抱死，左碟刹提供阻力，以保证转换后驾驶手感不变。
附图说明
图1是按照本发明的优选实施例所构建的传动机构的结构示意图；
图2是按照本发明的优选实施例所构建的传动机构的背面结构示意图；
图3是按照本发明的优选实施例所构建的基座的结构示意图；
图4是按照本发明的优选实施例所构建的支架的结构示意图；
图5是按照本发明的优选实施例所构建的复位块的结构示意图；
图6是按照本发明的优选实施例所构建的电动推杆单元的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-支架，2-弹簧，3-复位块，4-基座，5-连接头，6-电动推杆单元，7-张索滑轮，8-导向滑轮，9-碟刹单元，10-钢索，11-凸柱，12-滑轨，13-梯形凹槽，31-梯形块，32-长柄，41-吊耳，42-突起，43-导轨,44-第二滑槽，45-第一滑槽，61-电吸头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1和2所示，一种飞机油门手动和自动切换的传动机构，该传动机构包括基座4和设置在该基座上的支架1、电动推杆单元6、复位单元、滑轮单元和碟刹单元9，支架1、电动推杆单元6和复位单元均设置在基座4的正面，滑轮单元和碟刹单元9设置在基座的背面。
如图3所示，基座4正面设置有第一滑槽45和第二滑槽44，支架1设置在第一滑槽中45，该支架1的正面设置有梯形凹槽13，背面设置有滑轨12，滑轨12与第二滑槽44配合，基座横向有导轨43，复位块上长柄32可在导轨43中做直线运动，基,4右端有一基座吊耳41，与电动推杆单元6中外筒的尾部通过螺栓固联，基座正面有两个基座圆柱状突起42，左、右导向滑轮8套在基座圆柱状突起42上，并用两个轴用弹性挡圈固定左、右导向滑轮8的位置，使其可转动且无法沿轴向滑动。
如图4所示，支架1正面有两个凸柱11，上、下张索滑轮7套在张紧滑轮架凸柱11上，并用两个轴用弹性挡圈固定上、下张索滑轮7的位置，使其可转动且无法沿轴向滑动。两个张紧滑轮架圆柱状凸柱11之间有一长方体滑轨12，可在第二滑槽44中进行线性运动，背面有一梯形凹槽13，可使复位块做范围受限的平面运动。
如图5所示，复位单元包括复位块3、连接头和弹簧，其中，复位块3包括横向的长柄32和纵向的梯形块31，横向的长柄32与基座上的导轨43配合，该长柄32沿导轨43左右运动，带动纵向的梯形块31在梯形凹槽13中左右运动。
弹簧2为恒力弹簧，其底座通过螺栓固定于左侧，弹簧环绕在底座突起上，弹簧2末端有一通孔，弹簧与弹簧连接头5的圆柱突起上的螺栓孔通过螺栓连接，弹簧和复位块3连接，当电动推杆单元中的电吸头不具备吸力时，恒力弹簧带动复位块向右运动至最右端，即使复位块复位。
如图6所示，电动推杆单元包括电动推杆和电吸头61，其中，电动推杆包括电动推杆支架、外筒、内筒、筒身和连接头，电动推杆的支架通过螺栓固联于基座背面，电动推杆的外筒尾部与基座吊耳41通过螺栓连接，筒身穿过支架起固定作用，电动推杆的内筒头部与电动推杆连接头通过螺栓连接，电动推杆连接头与电吸头固联，其中要求电动推杆可伸缩，使用直流有刷电机驱动，电吸头在通电状态下，始终具备电吸力。
碟刹单元9的碟刹片通过螺栓与导向滑轮固联，碟刹单元9固联于基座4，并与碟刹片保持相对位置不变，碟刹所需绳索通过基座4背面固定的导向滑轮连入，由于油门操纵杆行程一般小于90度，故碟刹片设计为120度扇形即可。
钢索10为环形钢索，一根钢索先从左至右从设置在本发明的传动机构的前端的操纵杆出发，通过左边的导向滑轮8下方内滑槽，再绕至上端的张索滑轮7的滑槽，再绕至右边的导向滑轮8下方内滑槽，然后连至设置在本发明传动机构的后端的油门杆，另外一根钢索的走线方式与上述钢索的走线方式对称，通过操作杆返回油门杆，形成一个循环。
下面介绍本发明的工作原理，具体如下：
正常工作模式下：在该模式下，飞机的油门处于电传控制模式，本发明提供的传动机构的作用在于保持操作杆的可操作性，即保持操作杆的操作手感，具体地，电动推杆单元6中通电向右运动伸出至最大，电吸头吸住连接头5，然后带动连接头5以及复位块3收缩至最左，此时支架具有上下的自由度，碟刹单元中的右碟刹将右边的导向滑轮锁死，左碟刹给左边的导向滑轮上施加一定的阻力。操作杆***作时，因机构右侧的钢索无法随操作杆运动，只能带动支架作上下运动，而左碟刹产生的阻力用于提供操作杆的手感。因此，油门操纵系统中绝大多数钢索不再运动，从而避免了因反复弯折导致的疲劳损伤，延长了钢索的使用寿命。
系统异常或断电状态下：在该状态下，当电传系统断电，电吸头失去吸引力，弹簧将复位块拉回至梯形凹槽13的最右端，支架不具备上下运动的自由度，支架上的滑轮成为定滑轮，本发明提供的传动机构将不影响操作杆的转动角度通过滑轮和钢索传递至油门杆，以此实现油门的手动控制。
由于使用电传控制时操纵杆带动支架1运动，钢索10仅在张索机构部分移动，并由前模块转换为电信号，经通讯总线传输到后模块，再传到驱动模块控制油门开度，当切换到机械控制时张紧滑轮架1复位，钢索10张紧，操纵杆直接控制油门开度，实现两种控制时控制杆与油门相位对齐，不会出现抖动。应当说明，机械控制时，左右制动均放松，此时的阻力来自于机械内部。电传控制时，右制动抱死，左制动半压力提供阻力，以保证两种控制下相同的操控手感。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。