[實用新型]基于飛機駕駛桿操縱的簡易載荷模擬裝置

有效

• 申請號: 201820586291.0
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN209388518U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 高冰;李侃;王津京;鞏雨旺;李松;呂秀賓;余建權;王迪;楊升;杜超;張學;宋長德
• 申請（專利權）人: 中航大（天津）模擬機工程技術有限公司
• 主分類號: G09B9/28
• 分類號: G09B9/28
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王雨晴

本實用新型涉及一種基于飛機駕駛桿操縱的簡易載荷模擬裝置，其技術特點在于：包括仿真駕駛桿、兩自由度陀螺、兩個傳動齒輪、兩個載荷電機、兩個絲杠、兩個套筒、四個非線性彈簧和兩個擋板；所述駕駛桿底端與兩自由度陀螺內框中心孔安裝在一起，該兩自由度陀螺的內外框軸分別與兩個傳動齒輪軸相連接，所述傳動齒輪與載荷電機的輸入軸上的齒輪相咬合，該載荷電機的輸出軸通過聯軸器與絲杠的一端相連接，該絲杠的另一端位于套筒內，并分別與兩個非線性彈簧的一端間隔連接在一起，所述兩個非線性彈簧另一端分別軸向固裝在套筒內的前后兩側端壁上。本實用新型使得模擬載荷具備良好線性和非線性特征，提高了仿真度和可靠性。

技術領域

本實用新型屬于航空航天技術領域，涉及載荷模擬裝置，尤其是一種基于飛機駕駛桿操縱的簡易載荷模擬裝置。

背景技術

最早的飛機操縱裝置主要以鋼索或者連桿作為傳動裝置，驅動飛機各個舵面，舵面作用力通過傳動桿直接傳遞到飛行員手中，載荷力矩雖真實但較大，操縱負擔過重，因此只適用于小型飛機。后來，液壓系統作為助力裝置用于操縱飛機舵面，如圖3所示，包括連接在一起的載荷感覺器、駕駛桿、多連桿、液壓助力裝置和M鉸鏈，駕駛員給駕駛桿施加操縱力，操縱力以及液壓提供的助力以多連桿作為傳動裝置，通過M鉸鏈操縱飛機舵面，同時回力連桿反饋載荷力矩并使用載荷感覺器進行載荷感覺調整。但此傳動類裝置的載荷感覺器的感覺彈簧會隨著不斷使用會產生形變，進而導致提供的載荷也會變得不準確。

隨著電氣技術發展，電動液壓組件被廣泛應用于飛機舵面操縱當中，如圖4所示，包括駕駛桿、鋼索、電動液壓組件和摩擦輪，所述駕駛桿的桿力信號通過鋼索或者連桿傳遞給電動液壓組件，將力矩信號轉換成電信號來驅動電動液壓泵飛機舵面操縱提供助力，同時為了給駕駛員操縱提供反饋力矩，此類傳動裝置利用摩擦輪或者感覺彈簧產生阻尼力矩傳提供操縱桿的載荷，讓駕駛員得到操縱感覺。由于摩擦產生磨損，勢必會造成使用壽命降低，影響駕駛或訓練效果，當然如用液壓或者氣壓組件代替摩擦輪或者感覺彈簧提供載荷，必然會增加整個設備體積，同時由于存在液體和氣體滲漏問題，維護成本也會增加。

為了能夠使駕駛員準確獲取操縱載荷，實現更好地操縱效果，目前飛機或者飛行模擬設備較多的使用載荷電機作為操縱載荷的反饋裝置，如圖5所示，駕駛桿傳動機構上裝有角速度、位移和桿力傳感器，并測量信息發送到傳感器處理組件，經過轉換的數字信號經過下位機控制器的模型計算輸出控制信號給驅動功率組件，最終提供驅動電壓調節載荷電機產生載荷力矩并反饋到駕駛桿。該載荷具備響應快、精度高以及可調節等優點。然而，這種載荷裝置需要高精度的傳感器以及具備復雜算法的伺服控制器，同時也要考慮電機堵轉運行的安全裕度，因此從傳感器、控制器以及電機選型都會使得整個設備成本大大提高，尤其對于飛行模擬設備的載荷裝置高強度使用而言，其可靠性設計要求也更高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種設計合理、可靠性強、結構簡單、設備購置成本低且適用非線性載荷特征的飛機駕駛桿操縱的簡易載荷模擬裝置。

本實用新型解決其現實問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于飛機駕駛桿操縱的簡易載荷模擬裝置，包括仿真駕駛桿、兩自由度陀螺、兩個傳動齒輪、兩個載荷電機、兩個絲杠、兩個套筒、四個非線性彈簧和兩個擋板；所述駕駛桿底端與兩自由度陀螺內框中心孔安裝在一起，該兩自由度陀螺的內外框軸分別與兩個傳動齒輪軸相連接，所述傳動齒輪與載荷電機的輸入軸上的齒輪相咬合，該載荷電機的輸出軸通過聯軸器與絲杠的一端相連接，該絲杠的另一端位于套筒內，并分別與兩個非線性彈簧的一端間隔連接在一起，所述兩個非線性彈簧另一端分別軸向固裝在套筒內的前后兩側端壁上。

而且，所述絲杠的另一端端部固裝有垂直于絲杠的擋板，所述擋板在套筒內分別與兩個非線性彈簧的一端間隔連接在一起。

本實用新型的優點和有益效果：