[發明專利]一種具有速度限制功能的無源腳蹬操縱阻尼機構

在審

• 申請號: 202011453014.0
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112583208A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 魏啟明;金海俊;魏婧玲;呂佳;蔡興濤
• 申請（專利權）人: 蘭州飛行控制有限責任公司
• 主分類號: H02K11/04
• 分類號: H02K11/04;H02K11/30;H02K7/116;F16H1/22
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 俞曉祥

本發明屬于航空技術領域。涉及一種帶有速度限制功能的無源腳蹬操縱阻尼機構。在以往的飛機操縱系統中廣泛使用摩擦阻尼器或液壓阻尼器來改善飛機的飛行品質，阻尼系數無法調整，增加了其研制和生產成本。本發明的無源腳蹬操縱阻尼機構，加速齒輪組的輸入軸通過搖臂與腳蹬操縱機構的桿系連接，加速齒輪組的末級齒輪與電機的轉軸嚙合，該電機內的三相繞組與線路板上整流器Z1的三個輸入端連接，整流器Z1的三個輸出端連接相同結構的下級電路。使用壽命長，結構簡單、緊湊，便于空間布置，阻尼系數可調等一系列優點。此阻尼機構采用了無源設計，無需考慮接口等因素，機上所占空間較小；阻尼系數調整更加方便，并且可以限制飛行員的操縱速度。

技術領域

本發明屬于航空技術領域。涉及一種帶有速度限制功能的無源腳蹬操縱阻尼機構。

背景技術

使自由振動衰減的各種摩擦和其它阻礙作用，稱之為阻尼。阻尼機構，是用以提供運動阻尼，耗減運動能量，是一種對速度反應靈敏的控制裝置。

阻尼機構的分類主要有機械阻尼機構、液壓阻尼機構和電磁阻尼機構三類。

利用阻尼來吸能減振在航空、航天、汽車等行業中已被廣泛應用，在以往的飛機操縱系統中廣泛使用摩擦阻尼器或液壓阻尼器來改善飛機的飛行品質。

摩擦阻尼，在運動中因摩擦生熱而耗散能量。是最原始和最簡單的一種機械阻尼方式。但摩擦盤在恒定壓力作用下會產生冷粘接或冷凝固的現象，導致摩擦系數改變，從而影響阻尼效果。

液壓阻尼，借助特殊閥門控制液壓缸活塞移動，以抑制載荷的沖擊。具有阻尼力大，動態響應時間短、摩擦阻力小等優點。同時其缺點也顯而易見：首先，其采用液壓油作為其介質，故在高低溫下會導致操縱系統非指令性位移，導致飛控計算機錯誤信號輸出，影響飛機安全。其次，液壓阻尼器包含密封圈等結構，密封圈存在老化等問題，密封壽命相比較電磁阻尼器比較短。然后，液壓阻尼器在應用過程中經常出現漏油等故障，對飛機駕駛艙操縱環境產生較大影響。最后，其阻尼系數在設計之初就已固定，無法在后續使用過程中進行調整，缺乏靈活性。上述問題造成對產品密封性能有極高要求，密封圈的老化及漏油縮短了產品的使用壽命，高低溫下的非指令性位移對飛機的安全飛行造成隱患，阻尼系數的無法調整，增加了其研制、生產成本。

發明內容

本發明的目的是：提出一種新型的帶有速度限制功能的無源腳蹬操縱阻尼機構，解決以往采用摩擦阻尼器或液壓阻尼器時所帶來的弊端。在直升機駕駛員在利用腳蹬操縱系統操縱直升機時，為飛行員提供一定的阻尼力反饋，并且可以通過切換電路切換阻尼系數，達到限制操縱腳蹬速度的目的。

本發明的技術方案是：一種具有速度限制功能的無源腳蹬操縱阻尼機構，該阻尼機構包括固定在殼體內的電機、加速齒輪組和線路板，所述加速齒輪組的輸入軸通過搖臂與腳蹬操縱機構的桿系連接，所述加速齒輪組的末級齒輪與所述電機的轉軸嚙合，該電機內的三相繞組與所述線路板上整流器Z1的三個輸入端連接，整流器Z1的三個輸出端連接相同結構的下級電路，該下級電路的輸入端分為三路，第一路與PNP三極管N1的集電極連接，第二路經過電阻R1和電阻R2后與PNP三極管N1的發射極連接，第三路經過電阻R3后與PNP三極管N1的基級連接，三個下級電路中的電阻R1與所述整流器Z1的三個輸出端并聯連接。

有利地，所述加速齒輪組包括若干不同齒數的齒輪，齒輪通過軸承固定在殼體上。

有利地，在所述輸入軸與軸承之間通過剪切銷連接。

有利地，所述電機內的三相繞組通過三根導線與電路板連接。

有利地，所述電阻R2的阻值遠小于電阻R1的阻值。

有利地，在阻尼模式下，電機轉動產生感應電動勢，此時PNP三極管N1未導通，感應電流會使繞子受到安培力，安培力的方向會阻礙繞子的轉動，從而達到阻尼作用。感應電流的大小取決于電阻R1。