用于控制飞行器飞行的装置

文档序号:602782 发布日期:2021-05-04 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 用于控制飞行器飞行的装置 (Device for controlling the flight of an aircraft ) 是由 R-L·罗尼扎克 L·朱丽恩 于 2019-09-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种装置,该装置包括与框架(1)相关联的控制杆(8),该框架(1)承载链接到框架的第一板(4)、链接到第一板(4)的第二板(10);控制杆(8)链接到第二板(10);安装成能够相对于框架枢转的第一传动轴(12);第一机构,第一机构将控制杆链接到第一传动轴,使得控制杆绕第一轴线(X)的旋转引起第一轴绕第四轴线(A)旋转;安装成能够相对于框架枢转的第二传动轴(23);第二机构,第二机构将控制杆链接到第二传动轴,使得控制杆绕第二轴线(Y)的旋转引起第二轴绕第六轴线(D)旋转;平台(25),该平台链接到框架,第二连接机构安装成能够在平台(25)上枢转并安装成能够在控制杆(8)上枢转。(The invention relates to a device comprising a control lever (8) associated with a frame (1), the frame (1) carrying a first plate (4) linked to the frame, a second plate (10) linked to the first plate (4); the control lever (8) is linked to the second plate (10); a first transmission shaft (12) mounted so as to be pivotable relative to the frame; a first mechanism linking the control rod to the first transmission shaft such that rotation of the control rod about the first axis (X) causes the first shaft to rotate about the fourth axis (a); a second transmission shaft (23) mounted so as to be able to pivot with respect to the frame; a second mechanism linking the control rod to the second transmission shaft such that rotation of the control rod about the second axis (Y) causes the second shaft to rotate about the sixth axis (D); a platform (25) linked to the frame, the second connection being mounted so as to be able to pivot on the platform (25) and so as to be able to pivot on the control lever (8).)

用于控制飞行器飞行的装置

技术领域

本发明涉及一种飞行器飞行控制装置。

背景技术

飞行器飞行控制装置通常包括控制杆,该控制杆枢转地安装在控制装置的本体上,以围绕至少两个彼此垂直的轴线枢转,以便能够控制飞行器的侧倾和俯仰运动。为此,控制杆机械地或电气地连接到诸如控制面之类的一个或多个飞行器控制构件。

为了辅助飞行员控制飞行器的侧倾和俯仰,已知飞行控制装置包括与杆相关联的控制马达,使得对于杆相对于本体的每次枢转运动,其中一个马达用作模拟馈送到移动杆的飞行员的力。因此,与其中控制经由杆和控制构件之间的直接机械连接来执行的装置相比,飞行员能够容易且不费力地移动杆。

然而,在这种架构中,取决于控制杆是否也围绕横滚轴线向右还是向左倾斜,当绕俯仰轴线枢转时,在控制杆上感觉到的力通常是不同的。

为了减轻这种联接的缺点,已经提出了伺服控制该控制马达,使得当绕俯仰轴线枢转时在控制杆上感觉到的力对称,而不管控制杆是否也绕横滚轴线倾斜。

但是,这使得有必要开发伺服控制器,该伺服控制器是特定的并且限制了所可能涉及的马达的使用。此外,马达必须加大尺寸,以便递送这种对称的力。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞行控制装置,其能够至少部分地消除上述缺点。

为了实现这个目的,提出了一种飞行器飞行控制装置,该飞行器飞行控制装置包括与本体相关联的控制杆,本体承载以下各项:

-第一板,该第一板通过绕第一轴线的第一枢转连接件而连接到本体,

-第二板,该第二板通过绕第二轴线的第二枢转连接件连接到第一板,该第二轴线基本上垂直于第一轴线并与其相交,控制杆通过绕第三轴线的第三枢转连接件连接到第二板,该第三轴线垂直于第一轴线和第二轴线并与它们相交,

-第一传动轴,该第一传动轴安装成相对于本体绕第四轴线枢转,并连接到在本体外侧的至少一个第一控制马达构件,

-第一连接机构,该第一连接机构将控制杆连接到第一传动轴,使得控制杆绕第一轴线的枢转引起第一轴绕第四轴线枢转,第一轴和第一连接机构通过绕第五枢转轴线的第五枢转连接件而彼此连接,第五枢转轴线相对于第一轴线和第四轴线倾斜,

-第二传动轴,该第二传动轴安装成相对于本体绕第六轴线枢转,并连接到在本体外侧的至少一个第二控制马达构件,

-第二连接机构,该第二连接机构将控制杆连接到第二传动轴,使得控制杆绕第二轴线的枢转引起第二轴绕第六轴线枢转,第二轴和第二连接机构通过绕第七轴线的第七枢转连接件连接到彼此,第七轴线相对于第二轴线和第六轴线倾斜,

-平台,该平台通过绕第八轴线的第八枢转连接件连接到本体,第二连接机构通过绕第一轴线的第九枢转连接件枢转地安装在平台上,并且通过绕第一轴线的第十枢转连接件枢转地安装在控制杆上。

通过具有用于飞行控制装置的这种特定构造,飞行控制装置被发现围绕第二轴线和第六轴线提供控制,该控制与围绕第一轴线和第四轴线的控制完全脱开。此外,发现绕第一轴线的控制和绕第二轴线的控制是对称的。

通过这种架构,在绕第二轴线枢转时,从控制杆感觉到的力因此自然地基本不变,而不管控制杆是否也绕横滚轴线向右或向左倾斜。

这使得可能省去安装特定的伺服控制器,从而使得在控制杆上感觉到的反馈力对称。本发明自然使得在控制杆上感觉到的反馈力被脱开并且对称。

通过本发明,这也使得更易于安装用于产生在控制杆上感觉到的力反馈的被动和机械的可选冗余应急系统。

在本申请中,相对于轴线B“倾斜的”轴线A是指轴线A既不平行也不垂直于轴线B。

可选地,当控制杆处于中间位置时,第六轴线基本正交于由第一轴线和第二轴线限定的平面。

可选地,当控制杆处于中间位置时,第四轴线基本正交于包含第一轴线和第二轴线的平面。

可选地,第一轴线、第二轴线、第三轴线、第六轴线、第七轴线和第八轴线在第一点处基本汇交,并且第一轴线、第四轴线(A)和第五轴线(C)第二点处基本汇交。

可选地,第四轴线和第六轴线(D)基本平行。

可选地,第一机构布置成通过万向节头将第一轴连接到第一板。

可选地,第二机构布置成通过万向节头将第二轴连接到控制杆。

可选地,第二板在外部围绕第一板。

可选地,两个板在外部围绕平台。

可选地,该装置包括至少一个邻抵件,用于限制控制杆绕第一轴线或绕第二轴线的运动,该邻抵件具有旋转辊的形式。

附图说明

鉴于参照附图给出的对本发明的非限制性实施例的以下说明能够更好地理解本发明,附图中:

-图1是根据本发明的特定实施例的飞行控制装置的视图;

-图2是示意性地在图1中示出的装置的立体图,

-图3是示意性地在图1中示出的装置的纵向剖视图,

-图4是示意性地在图1中示出的装置的一部分的立体图,未具体示出装置的控制杆和第一板,

-图5是示意性地在图1中示出的装置的一部分的放大立体图,

-图6是图5所示的邻抵部的变型。

具体实施方式

参照图1至4,本发明的第一实施例中的飞行控制装置包括本体1。特别地,本体1纵向地延伸并且包括底板2和至少两个彼此相对的侧壁3a、3b,侧壁都相对于底板2竖直地延伸。

该装置还包括第一板4,在该示例中,第一板4呈细长框架的总体形状。

第一板4通过围绕第一枢转轴线X的第一枢转连接件直接连接到本体1。

第一轴线X与飞行器的横滚轴线相关联。

为此,第一板4通过两个在同一轴线上的轴承(未示出)安装在本体1上,这两个轴承分别安装在本体1的两个相对的侧壁3a和3b上。因此,第一板4包括平行于本体1的侧壁3a和3b的两个侧壁6a和6b,以及在第一板4的侧壁6a和6b之间延伸的两个纵向壁6c和6d。

该装置还包括与本体1相关联的控制杆8,并且控制杆8在该示例中包括形成该控制杆的自由端的手柄。控制杆8通过第二板10连接到第一板4,第二板10的形状在图4中可以看出。

第二板10通过绕第二枢转轴线Y的第二枢转连接部直接连接到第一板4,其中第二轴线Y垂直于第一轴线X并与其相交。第二轴线Y与飞行器的俯仰轴线相关联。

为此,控制杆8的第二板10通过两个在同一轴线上的轴承(未示出)安装在第一板4上,这两个轴承分别安装在第一板4的相对的纵向壁6c和6d上。应当注意,第二轴线Y连接到第一板4,即,第一板4绕第一轴线X的枢转引起第二轴线Y绕第一轴线X枢转。

在该示例中,第二板10成形为在第一板4外部枢转地安装在第一板4上。因此,第二板10经由第一板4的相对的纵向壁6c和6d的外表面安装在第一板4上。通常,第二板10包括用于连接到控制杆8的连接基部14,该连接基部14具有从其突出的两个分支15c和15d,分支15c和15d的每个分支安装在第一板4的纵向壁6c、6d的相应一个上。因此,第二板10通常为倒置的U形。

控制杆8还通过绕第三枢转轴线Z的第三枢轴连接部连接到第二板10,第三轴线Z垂直于第一轴线X和第二轴线Y并与它们相交。为此,控制杆8通过在同一轴线上的两个轴承(未示出)安装在第二板10的连接基部14上,该连接基部14本身沿第三轴线Z延伸。

应当注意,第三轴线Z链接到第一板4,即,第一板4绕第一轴线X(或绕第二轴线Y)的枢转引起第三轴线Z绕第一轴线X(或绕第二轴线Y)枢转。

在该示例中,控制杆8成形为使得呈现主要部分9,该主要部分沿第三轴线Z延伸并且枢转地安装在连接基部14上。主要部分9的远端由具有两个相对的侧部11a和11b的U形件延伸。在该示例中,当控制杆8处于其中间位置时,U形件的侧部11a和11b平行于本体1的侧壁3a和3b延伸。

应当注意,第二板10的两个分支15c和15d在U形件的两个侧部11a和11b之间的主要部分9下方经过以便到达第一板4。

该装置包括第一传动轴12,该第一传动轴12通过围绕第四枢转轴线A的第四枢转连接件直接连接到本体1。为此,第一传动轴12部分地在本体1的底板2中的孔13内部延伸,并且通过在同一轴线上的两个轴承(未示出)枢转地安装在孔13中。

在该示例中,第一传动轴12布置成使得第四轴线A与第一轴线X相交。在该示例中,第一传动轴12还布置成使得当控制杆8位于中间位置时(即,当包含第一轴线X和第二轴线Y的平面平行于底板2时),第四轴线A正交于包含第一轴线X和第二轴线Y的平面。因此,在控制杆8的该中间位置,第四轴线A平行于第三轴线Z。

第一轴12具有第一端。第一端包括直的终端部分和将直的终端部分连接到第二轴的第二端的弯曲连接部分。因此,第一端的直的终端部分相对于第四轴线A和第二传动轴的第二端倾斜地延伸。

第一轴12的第二端连接到第一马达组(未示出),该第一马达组在本体外侧。

该装置还包括将控制杆8连接到第一传动轴12的第一连接机构,使得控制杆8围绕第一轴线X的枢转引起第一传动轴12围绕第四轴线A枢转。

较佳地,第一连接机构经由万向接头将第一传动轴12连接到控制杆8。

在该示例中,第一连接机构因此包括第一十字件18,其包括相对彼此垂直延伸的两个交叉的分支。

特别地,第一连接机构通过绕第五枢转轴线B的第五枢转连接部直接连接到第一板4。为此,第一十字件18的第一分支的第一端通过固定到纵向壁6d的第一轴承安装在第一板4的所述纵向壁6d的一个上,并且第一十字件18的第一分支的第二端通过固定到另一纵向壁6c的第二轴承安装在第一板4的所述纵向壁6c上,第一轴承和第二轴承在相同的轴线上。结果,第一分支在第一板4的两个纵向壁6c和6d之间在第一板4中横向延伸。

第一十字件18布置成使得当控制杆8处于其中间位置时,第五轴线B与第一轴线X和第四轴线A重合并且它平行于第二轴线Y延伸。

在该示例中,第一十字件18的第二分支设置有沿着第二分支的整个长度延伸的中心孔。第一传动轴12通过用于绕第五枢转轴线C的第六枢转连接件直接连接到第一十字件18。为此,第一传动轴12的直的终端部分在第二分支内部延伸,并借助在同一轴线上的两个轴承枢转地安装在第二分支的中心孔中。

该装置布置成使得第六轴线C相对于第一轴线X、第四轴线A和第五轴线B倾斜,并且与第一轴线X、第四轴线A和第五轴线B相交。在该示例中,第一传动轴12成形为使得直的终端部分相对于第一传动轴12的第二端以25度延伸,然后第六轴线C在该示例中相对于第四轴线A以25度延伸。

由于第一传动轴12的特定的弯曲形状,因此能够在第一轴12和连接机构之间具有枢转连接件,该枢转连接件特别地相对于第一轴线X和第四轴线A具有其倾斜轴线。

因此,扭矩经由第一板4和第一十字件18在控制杆8和第一传动轴12之间传递。当飞行员使控制杆8绕第一枢转轴线X移动时,也致使第一板4绕第一枢转轴线X相对于本体1枢转,从而经由通过第一十字件18形成的万向接头起作用,以使第一传动轴12绕第四轴线A枢转。

该装置包括第二传动轴23,该第二传动轴23通过绕第七枢转轴线D的第七枢转连接件直接连接到本体1。为此,第二传动轴23部分地在本体1的底板2中的孔24内部延伸,并且通过在同一轴线上的两个轴承(未示出)枢转地安装在孔24中。

在该示例中,第二传动轴23布置成使得第七轴线D与第一轴线X和第二轴线Y相交。在该示例中,第二传动轴23还布置成使得当控制杆8位于其中间位置时(即,当包含第一轴线X和第二轴线Y的平面平行于底板2时),第七轴线D正交于包含第一轴线X和第二轴线Y的平面。

因此,第七轴线D平行于第四轴线A,使得第一传动轴12和第二传动轴23彼此平行地延伸。

第二轴23具有第一端。第一端包括直的终端部分和将直的终端部分连接到第二轴23的第二端的弯曲连接部分。因此,第一端的直的终端部分相对于第七轴线D和第二端倾斜地延伸。

第二轴23的第二端连接到第二马达组(未示出),该第二马达组在本体外侧。

该装置还包括将控制杆8连接到第二传动轴23的第二连接机构,使得控制杆8围绕第二轴线Y的枢转引起第二传动轴23围绕第七轴线D枢转。

较佳地,第二连接机构经由万向接头将第二传动轴23连接到控制杆8。

在该示例中,第二连接机构因此包括第二十字件28,其包括彼此垂直延伸的两个交叉的分支。

特别地,第二连接机构通过绕第八枢转轴线E的第八枢转连接件直接连接到控制杆8,第八枢转轴线E在该示例中与第一枢转轴线X重合。为此,第二十字件28的第一分支的第一端通过第一轴承(未示出)安装在控制杆8的U形件的其中一个侧部11a上,而第二十字件28的第一分支的第二端通过第二轴承(未示出)安装在控制杆8的U形件的另一个侧部11b上,第一轴承和第二轴承位于相同的轴线上。结果,第一十字件28的第一分支在本体1中在控制杆8的U形件的侧部之间纵向延伸。

此外,第二连接机构借助于装置的平台25连接到本体1。平台25通过绕第九枢转轴线F的第九枢转连接件直接连接到本体。当控制杆8处于其中间位置时(即,当包含第一轴线X和第二轴线Y的平面平行于底板2时),第九枢转轴线F与第二枢转轴线Y重合。

为此,本体1具有两个侧向凸缘26c和26d(在附图中仅标记了一个),每个侧向凸缘26c、26d正交地延伸到本体1的底板2。相应地,平台25包括两个指状部27c和27d,第一指状部27c通过轴承(未示出)枢转地安装在其中一个凸缘26c上,而第二指状部27d通过轴承(未示出)枢转地安装在另一个凸缘26d上,第一轴承和第二轴承在相同的轴线上。

结果,平台25在两个凸缘26c和26d之间在本体1中横向地延伸。

特别地,两个凸缘26ac和26d在平台25与第一板4之间延伸。

由于所述凸缘的定位,平台25因此在外部被所述凸缘26c和26d围绕,并且首先也被第一板4围绕并且其次被第二板10围绕,第一板4本身在外部围绕两个凸缘26c和26d,第二板10本身在外部围绕第一板4。

此外,第二连接机构通过绕第十枢转轴线G的第十枢转连接部直接连接到平台25,该第十枢转轴线在该示例中与第一枢转轴线X重合。为此,第二十字件28的第一分支的第一端通过第一轴承(未示出)安装在平台25的一个侧壁29a上,而第二十字件28的第一分支的第二端通过第二轴承(未示出)安装在平台25的另一个侧壁29b(与侧壁29a相对)上,第一轴承和第二轴承在相同的轴线上。结果,第一十字件28的第一分支在平台25的两个侧壁29a和29b之间在本体1中纵向地延伸。

由于平台25的定位,第一十字件28因此在外部被所述侧壁29a和29b围绕,并且首先也被控制杆8围绕并且其次被第一板4围绕,控制杆8本身在外部借助其侧部11a和11b围绕平台25的两个侧部29a和29b,第一板4本身在外部围绕控制杆8。

在该示例中,第二十字件28的第二分支设置有沿着第二分支的整个长度延伸的中心孔。第二传动轴23通过绕第十一枢转轴线F的第十一枢转连接件直接连接到第二十字件28。为此,第二传动轴23的弯曲的第一端在第二分支内部延伸,并借助位于同一轴线上的两个轴承枢转地安装在第二分支的中心孔中。

该装置布置成使得第十一轴线F相对于第一轴线X、第二轴线Y和第七轴线D倾斜,并且与第一轴线X、第二轴线Y和第七轴线D相交。在该示例中,第二传动轴23成形为使得弯曲的第一端相对于第二传动轴23以25度延伸,于是第十一轴线F在该示例中相对于第六轴线D以25度延伸。

由于第二传动轴23的特定的弯曲形状,因此能够在第二轴23和第二连接机构之间具有枢转连接件,该枢转连接件特别地相对于第二轴线Y和第七轴线D具有其倾斜轴线。

因此,仅经由第二十字件28在控制杆8和第二传动轴23之间传递扭矩。当飞行员移动控制杆8以绕第二枢转轴线Y枢转时,这经由通过第二十字件28形成的万向接头起作用,以使第二传动轴23绕第六轴线D枢转。然而,这不会导致第一枢转轴12绕第三轴线A枢转。

由于该装置的构造,并且特别是因为第二传动轴23由本身连接到本体1的平台25承载,因此注意到,当飞行员绕第一枢转轴线X移动控制杆8时,这导致第一传动轴12仅绕第四轴线A枢转。特别地,这不会导致第二传动轴23绕第七轴线D旋转。

因此,所描述的装置使得控制杆8绕第一轴线X的枢转移动能够与第二传动轴23绕第七轴线D的枢转移动完全脱开,并且还使得控制杆8绕第二轴线Y的枢转移动与第一传动轴12绕第四轴线A的枢转移动完全脱开。

因此,这也确保了施加在两个传动轴12和23上的力是对称的。

应当注意,第二板10与装置的横滚控制相关联,而平台25与其俯仰控制相关联。因此,用于引导横滚运动的第二板10布置在用于引导俯仰运动的平台25的外侧。

同样,本发明的第一实施例的装置仅具有十一个枢转连接件和八个主要元件(第一传动轴12、第二传动轴23、第一十字件18、第二十字件28、第一板4、第二板10,平台25和控制杆8),同时使一个马达组与控制杆8相对于本体1绕第一轴线X和第二轴线Y的枢转运动相关联。在本发明的特定实施例中的装置因此实际上具有简化的结构。

另外,该装置的各个元件仅借助轴承相互连接。这使装置简化并使其更可靠。具体地,不存在可能卡住的齿轮系,也没有可能断裂的皮带,且没有对磨损更敏感的线性连接件。

较佳地,该装置布置成使得第一轴线X、第二轴线Y、第三轴线Z、第七轴线D、第八轴线E、第九轴线F、第十轴线G和第十一轴线H全部在第一点处汇交,而第一轴线X、第四轴线A、第五轴线B和第六轴线C全部在第二点处汇交。

因此,装置的各个枢转轴线仅在两个点处汇交,这使得能够具有特别紧凑的装置。

在特定方面,为了限制控制杆8绕第一轴线X的枢转运动,该装置包括至少一个行程限制邻抵件。较佳地,该装置包括第一对邻抵件,用于限制控制杆8绕第一轴线X的行程。

在该示例中,所述邻抵件布置在第一板4和本体1之间,使得在使用中,第一板4承载抵靠邻抵件,以限制控制杆绕第一轴线X的运动。通常,所述邻抵件布置在第一板4和本体1之间的连接部处。例如,所述邻抵件分别由本体1的相对的侧壁3a和3b承载。

此外,为了限制控制杆8绕第二轴线Y的枢转运动,该装置包括至少一个邻抵件,用于限制控制杆8绕第二轴线Y的行程。较佳地,该装置包括第二对邻抵件,用于限制控制杆8绕第二轴线Y的行程。

如图5所示并且在该示例中,所述邻抵件31布置在控制杆8和本体1之间,使得在使用中控制杆8承载抵靠邻抵件31,以限制控制杆绕第二轴线Y的运动。通常,所述邻抵件31布置在控制杆8和第二传动装置之间的连接部处。作为示例,每个邻抵件31紧固到本体1的底板2,以便在所述本体1的两个凸缘26c和26d之间延伸。作为示例,每个邻抵件31的用于接纳控制杆8的相应表面的表面被整圆,以匹配控制杆8的相应表面的形状。

自然,本发明不限于所描述的实施例,且可对其应用变型而不会脱离如权利要求所限定的本发明的范围。

术语“中间位置”通常应理解为其中没有力施加在控制杆上的控制杆的位置,使得如果将装置放置在平面表面上,则由第一轴线和第二轴线形成的平面平行于所述表面。因此,在中间位置,控制杆通常不围绕第一轴线倾斜,也不围绕第二轴线倾斜,也不围绕第三轴线倾斜。

尽管在所述实施例中,传动轴之一的弯曲部分以25度延伸到相应传动轴的其余部分,但是该弯曲部分可以以一些其它角度成形。通常,应当为连接机构和/或传动轴确定特定构造,以适应第六轴和第十一轴的倾斜角度。

尽管在上文中控制杆通过枢转连接件连接到第二板,但是可能设想其它构造。例如,控制杆可以通过直的线性连接件直接(两个部分然后接触)或经由其它部分连接到第二板。

当然,贯穿本申请,当将两个部件成彼此相对地可移动安装时,可以直接完成(然后使两个部件接触),或者经由其它部件来完成。

通过枢转连接件连接在一起的部件中的任一个可以承载一个或多个轴承或用于在两个部件之间提供枢转连接所需的任何其它装置。

该装置可以包括被动和机械的冗余应急系统,用于产生在控制杆上感受到的力反馈。通过脱开和施加在装置的传动轴上的力的对称性,使得这更容易。

该装置可以包括除所描述的邻抵件之外的其它邻抵件。例如,可以修改用于限制控制杆绕第一轴线和/或绕第二轴线运动的一个或多个邻抵件的数量和/或位置和/或形状。因此,用于限制控制杆绕第一轴线运动的至少一个邻抵件可以布置成使得一个或多个邻抵件与控制杆或第二板接触而不与第一板接触。例如,用于限制控制杆绕第一轴线运动的至少一个邻抵件可以布置在平台上和/或本体的凸缘上。另外,用于限制控制杆绕第二轴线运动的至少一个邻抵件可以布置成使得一个或多个邻抵件与平台接触而不与控制杆接触。例如,用于限制控制杆绕第一轴线运动的至少一个邻抵件可以布置在平台上和/或本体的凸缘上。代替具有平面或整圆的表面,如图6所示,每个邻抵件(与第一轴线或第二轴线相关联)可以具有一些其它形状,例如诸如旋转辊的形状之类。这使得能够限制所述邻抵件的磨损。

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