一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构

技术领域

本发明属于飞机操纵机械系统领域，涉及一种航空操作杆，具体涉及一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构。

背景技术

传统飞机操纵杆通过弹簧结构实现操纵杆的回中功能。由于在弹性范围内弹簧的刚度一定，因此当其受到很小的载荷时就会产生位移，导致操纵杆在零位附近的操纵体验感很差，同时会由于因惯性等原因导致操纵杆在零位附近的偏摆，产生误指令，对飞机的控制产生危害。

为了给飞行员更加人性化的操纵体验，同时避免因惯性等原因导致操纵杆在零位的误移动，为飞机操纵杆设计一个刚度死区实现结构具有重要意义。同时，由于不同飞行员驾驶习惯不同，对于刚度死区的范围具有不同的要求。此外，由于飞机操纵杆需要双向运动，因此需要实现双向刚度死区实现功能。

发明内容

本发明目的：提供了一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构，给飞机操纵杆一个可以调节的刚度死区。

本发明的技术方案是：

一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构，包括底座、齿轮轴、扭转弹簧、限位螺钉和齿轮轴支撑座；底座包括底板和竖立于底板上的侧板，齿轮轴支撑座平行于侧板地竖立安装在底板上，侧板和齿轮轴支撑座的横向同一位置设有相同的圆孔，齿轮轴的两端分别通过侧板和齿轮轴支撑座的圆孔设在侧板和齿轮轴支撑座之间；齿轮轴靠近侧板的一端为圆柱端，圆柱端的端面伸出一个台阶轴穿过侧板的圆孔，圆柱端的侧面设有一个限位螺钉，齿轮轴靠近齿轮轴支撑座的一端为齿轮端，齿轮端的端面伸出一个台阶轴穿过齿轮轴支撑座的圆孔，齿轮端的端面设有另一个限位螺钉，两个限位螺钉之间具有夹角；扭转弹簧套在齿轮轴上，扭转弹簧的两端分别由两个限位螺钉限位。

进一步的，齿轮轴的圆柱端的端面台阶轴旁边还设有一个伸出的圆柱销；齿轮轴的齿轮端的端面台阶轴旁边也设有一个伸出的圆柱销；侧板的圆孔旁设有第一扇形槽，齿轮轴的圆柱端的圆柱销从第一扇形槽伸出；齿轮轴支撑座的圆孔旁设有第二扇形槽，齿轮轴的齿轮端端的圆柱销从第二扇形槽伸出。

进一步的，第一扇形槽和第二扇形槽之间具有夹角。

进一步的，还包括死区调节板，死区调节板具有与齿轮轴支撑座的圆孔相同的圆孔，死区调节板的还具有第三扇形槽，死区调节板圆孔相连地安装在齿轮轴支撑座的侧面，死区调节板的第三扇形槽与第二扇形槽重叠，并且第二扇形槽的范围大于第三扇形槽。

进一步的，第三扇形槽和第二扇形槽的配合面上设有刻度。

进一步的，第二扇形槽的范围大于第一扇形槽。

进一步的，齿轮轴的齿轮端与圆柱端能够相对转动。

进一步的，齿轮轴的齿轮端与圆柱端的配合面上设有刻度。

本发明的优点是：

以并联作用原理为基础，通过简单的机械结构，实现了一种航空操纵杆双向可调节刚度死区的结构设计，给飞行员更加人性化的操纵体验，同时避免因惯性等原因导致操纵杆在零位的误移动，同时此结构具有死区范围可调节功能，能够满足不同飞行员的驾驶习惯，并且实现了双向刚度死区实现功能。

附图说明

图1是本发明一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构装配示意图。

图2是底座的结构示意图；

图3是齿轮轴支撑座的结构示意图；

图4是刚度死区调节板的结构示意图；

图5是齿轮轴的爆炸视图；

图6是采用本结构后飞机操纵杆的力-位移曲线；

其中，1-底座，2-齿轮轴，3-扭转弹簧，4-限位螺钉，5-齿轮轴支撑座，6-死区调节板，7-第一扇形槽，8-第二扇形槽，9-第三扇形槽，10-第一齿轮轴组件，11-第二齿轮轴组件。

具体实施方式

本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案

一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构，包括底座1、齿轮轴2、扭转弹簧3、限位螺钉4和齿轮轴支撑座5；底座1包括底板和竖立于底板上的侧板，齿轮轴支撑座5平行于侧板地竖立安装在底板上，侧板和齿轮轴支撑座5的横向同一位置设有相同的圆孔，齿轮轴2的两端分别通过侧板和齿轮轴支撑座5的圆孔设在侧板和齿轮轴支撑座5之间；齿轮轴2靠近侧板的一端为圆柱端，圆柱端的端面伸出一个台阶轴穿过侧板的圆孔，圆柱端的侧面设有一个限位螺钉4，齿轮轴2靠近齿轮轴支撑座5的一端为齿轮端，齿轮端的端面伸出一个台阶轴穿过齿轮轴支撑座5的圆孔，齿轮端的端面设有另一个限位螺钉4，两个限位螺钉4之间具有夹角；扭转弹簧3套在齿轮轴2上，扭转弹簧3的两端分别由两个限位螺钉4限位。

齿轮轴2的圆柱端的端面台阶轴旁边还设有一个伸出的圆柱销；齿轮轴2的齿轮端的端面台阶轴旁边也设有一个伸出的圆柱销；侧板的圆孔旁设有第一扇形槽7，齿轮轴2的圆柱端的圆柱销从第一扇形槽7伸出；齿轮轴支撑座5的圆孔旁设有第二扇形槽8，齿轮轴2的齿轮端端的圆柱销从第二扇形槽8伸出。

第一扇形槽7和第二扇形槽8之间具有夹角。

还包括死区调节板6，死区调节板6具有与齿轮轴支撑座5的圆孔相同的圆孔，死区调节板6的还具有第三扇形槽9，死区调节板6圆孔相连地安装在齿轮轴支撑座5的侧面，死区调节板6的第三扇形槽9与第二扇形槽8重叠，并且第二扇形槽8的范围大于第三扇形槽9。

第三扇形槽9和第二扇形槽8的配合面上设有刻度。

第二扇形槽8的范围大于第一扇形槽7。

齿轮轴2的齿轮端与圆柱端能够相对转动。

齿轮轴2的齿轮端与圆柱端的配合面上设有刻度。

为更好的说明本发明，下面结合附图具体说明。

请参阅图1-6，本发明一种航空操纵杆双向可调节刚度死区实现结构，包括包括底座1、齿轮轴2、圆柱螺旋扭转弹簧3、限位螺钉4、齿轮轴支撑座5以及刚度死区调节板6这些主要部件以及轴承等辅助部件。本结构在安装过程中，通过设计第一扇形槽7和第三扇形槽9的相对位置，实现对圆柱螺旋扭转弹簧3施加预紧力，当飞行员对操纵杆施加载荷时，载荷通过齿轮系统传递至齿轮轴2，当齿轮需要转动时，必须先克服圆柱螺旋扭转弹簧3的预紧力，才能够产生有效位移。通过转动刚度死区调节板6，可以实现第一扇形槽7和第三扇形槽9相对位置的改变，从而实现刚度死区范围的调节。

作为一种实施例，所述刚度死区调节板6设有三个安装扇形槽，与齿轮轴支撑座5的安装面边缘设有刻度，配合安装扇形槽可实现第三扇形槽9的转动，完成刚度死区范围的精确调节。

作为一种实施例，所述齿轮轴支撑座5设有第二扇形槽8，保证圆柱螺旋扭转弹簧3能够通过该部件，第二扇形槽8范围必须大于扇形槽9。

作为一种实施例，所述齿轮轴2分为两个部分，包含第一齿轮轴组件10和第二齿轮轴组件11，第一齿轮轴组件10包含齿轮轴的圆柱端，第二齿轮轴组件11包含齿轮轴的齿轮端；两个两限位螺钉4分别安装于第一齿轮轴组件10和第二齿轮轴组件11上，分别于圆柱螺旋扭转弹簧3两端接触，实现载荷的传递。通过第一齿轮轴组件10和第二齿轮轴组件11的相对转动，配合刚度死区调节板6实现操纵杆刚度死区范围的调节。第一齿轮轴组件10和第二齿轮轴组件11配合面设有刻度，可实现相对位置的精确调节。

设所选圆柱螺旋扭转弹簧3扭转刚度为k，第二扇形槽8和第三扇形槽9与螺旋扭转弹簧3接触的圆柱面中心与齿轮轴2中心的连线的夹角为θ，则图中死区范围限制F