一种飞行员操纵装置

技术领域

本发明属于飞机操纵系统领域，特别是涉及一种飞行员操纵装置。

背景技术

随着国内航空产品发展，对飞行员操纵装置功能集成度要求越来越高，重量要求也越来越严格，在相同体积重量的条件下产品往往需要实现更多的功能。

目前，飞机现有侧杆操纵装置体积大、重量高、维修性差，在侧杆组件上集成更多的功能有利于飞行员对飞机操控，能够收获更好的人机功效，减轻飞行员的操纵负担，并能对飞机减重起到较好的效果，对于飞机而言能够收获更好的经济性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种功能集成度高的飞行员操纵装置，目的是减少装置的重量与体积，并进一步提高功能集成度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种飞行员操纵装置，包括操纵手柄、安装座和底座，操纵手柄底部设有手柄轴及套接在手柄轴外缘的花键轴，花键轴通过若干深沟球轴承先后套装在安装座和底座内，并分别啮合传动至安装座内的阻尼器和位移传感器上，花键轴外缘还套装具有一定间隔的顺向旋转环和逆向旋转环，顺、逆向旋转环相对端各自连接的弹簧安装座将扭转弹簧两端固定并套装在花键轴上，在旋转操纵手柄时向飞行员反馈操作力感。

所述底座内设置有限位机构，包括花键轴底部通过螺母固定的限位摇臂，限位摇臂与底座上的锁紧螺母、调节位移螺钉配合对花键轴进行限位。

所述安装座内还设置有位置锁定机构，包括位于阻尼器底部的电磁铁，通电后电磁铁内部的中心轴向外伸出，将花键轴上连接的中立锁环销住。

所述操纵手柄上集成有电性连接至电磁铁的控制开关。

所述花键轴上套装具有阻尼齿面端和位移齿面端的输出齿轮，输出齿轮的轴心通过向上弯折的延伸部连接至阻尼齿面端，阻尼齿面端对侧的位移齿面端与轴心连接并与轴心处于同一平面。

所述输出齿轮的阻尼齿面端通过阻尼器齿轮传动连接至阻尼器。

所述输出齿轮的位移齿面端通过位移齿轮A和位移齿轮B传动连接至位移传感器。

所述位移齿轮A、位移齿轮B采用错齿方式进行消隙，且两者之间通过螺钉、自锁螺母和垫圈进行紧固。

所述手柄轴与花键轴之间为花键连接，花键轴与输出齿轮、顺向旋转环、逆向旋转环、中立锁环之间为花键连接。

所述安装座上固定有分别对两个弹簧安装座起支撑作用的调力螺钉A和调力螺钉B。

本发明的有益效果在于：

1.花键轴通过单个异形输出齿轮传动连接阻尼器和位移传感器，同时实现阻尼和位移传感功能，输出齿轮底部设置的扭转弹簧实现操作力感反馈功能，使得操作装置内部空间利用率高，减少了装置的体积和重量，对飞机而言能够收获更好的经济性。

2.电磁铁与限位摇臂分别实现了操纵装置的中立位置锁定、操纵手柄限位功能，功能集成度高，能够收获更好的人机功效，减轻飞行员的操纵负担。

附图说明

图1为本发明实施例提供的整体结构主视图。

图2为本发明提供的图1中A-A面剖视图。

图3为本发明提供的图1中B-B面剖视图。

图4为本发明提供的图1中C-C面局部剖视图。

图5为本发明提供的图1中D-D面局部剖视图。

图6为本发明提供的图1中E-E面剖视图。

图7为本发明实施例提供的整体结构左视图。

图8为本发明提供的图7中G面示意图。

图9为本发明提供的输出齿轮结构示意图。

图中：1-操纵手柄，2-底座，3-安装座，4-阻尼器，5-位移传感器，6-电磁铁，7-手柄轴，8-花键轴，9-弹簧安装座A，10-弹簧安装座B，11-扭转弹簧，12-顺向旋转环，13-逆向旋转环，14-输出齿轮，15-限位摇臂，16-螺母，17-轴承隔套A，18-轴承隔套B，19-中立锁环，20-深沟球轴承，21-传感器卡箍，22-阻尼器齿轮，23-位移齿轮A，24-位移齿轮B，25-螺钉，26-自锁螺母，27-垫圈，28-锁紧螺母，29-位移螺钉，30-调力螺钉A，31-调力螺钉B

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的具体实施例，但要求保护的范围并不局限于此。

实施例1

如图1-9所示，本发明提供一种飞行员操纵装置，包括操纵手柄1、安装座3和底座2，操纵手柄1底部设有手柄轴7及套接在手柄轴7外缘的花键轴8，花键轴8通过深沟球轴承20先后套装在安装座3和底座2内，并分别啮合传动至安装座3内的阻尼器4和位移传感器5上，花键轴8外缘还套装具有一定间隔的顺向旋转环12和逆向旋转环13，顺、逆向旋转环相对端各自连接的弹簧安装座将扭转弹簧11两端固定并套装在花键轴8上，在旋转操纵手柄1时向飞行员反馈操作力感，其中，安装座3内排布有三个深沟球轴承20及轴承间的轴承隔套A17与轴承隔套B18，底座2内排布有两个深沟球轴承20，在旋转操纵手柄1时更佳轻松省力，安装座3与底座2两者的接触面由螺钉25、自锁螺母26和垫圈27紧固。顺向旋转环12连接着弹簧安装座A9，当花键轴8顺时针旋转时，逆向旋转环13不动，顺向旋转环12带动弹簧安装座A9旋转进而给予扭转弹簧11载荷；逆向旋转环13连接着弹簧安装座B10，花键轴8逆时针旋转时，顺向旋转环12不动，逆向旋转环13带动弹簧安装座B10旋转进而给予扭转弹簧11载荷，实现操作力感反馈功能，安装座3上固定有分别对两个弹簧安装座起支撑作用的调力螺钉A30和调力螺钉B31。

底座2内设置有限位机构，包括花键轴8底部通过螺母16固定的限位摇臂15，限位摇臂15与底座2上的锁紧螺母28、调节位移螺钉29配合对花键轴8进行限位。

安装座3内还设置有位置锁定机构，包括位于阻尼器4底部的电磁铁6，通电后电磁铁6内部的中心轴向外伸出，将花键轴8上连接的中立锁环19销住，具体地，电磁铁6通过螺钉25压紧在安装座3内，中立锁环19上均匀布置有销孔，操纵手柄1上集成有电性连接至电磁铁6的控制开关。

花键轴8上套装具有阻尼齿面端和位移齿面端的输出齿轮14，输出齿轮14的轴心通过向上弯折的延伸部连接至阻尼齿面端，阻尼齿面端对侧的位移齿面端与轴心连接并与轴心处于同一平面，输出齿轮14的阻尼齿面端通过阻尼器齿轮22传动连接至阻尼器4，输出齿轮14的位移齿面端通过位移齿轮A23和位移齿轮B24传动连接至位移传感器5，具体地，位移传感器5由传感器卡箍21固定在安装座3内，位移齿轮A23、位移齿轮B24采用错齿方式进行消隙，且两者之间通过螺钉25、自锁螺母26和垫圈27进行紧固。

手柄轴7与花键轴8之间为花键连接，花键轴8与输出齿轮14、顺向旋转环12、逆向旋转环13、中立锁环19之间为花键连接。

上述飞行员操纵装置的工作原理如下：

当飞行员旋转操纵手柄时，操纵手柄旋转带动手柄轴旋转，通过花键连接的花键轴也随之转动，然后通过传动链系将操纵行程传递至位移传感器、扭转弹簧和阻尼器上。其中位移传感器将输入旋转位移量转化为电信号输出；扭转弹簧向飞行员反馈操纵力感；阻尼器实现操纵阻尼力感反馈，抑制飞行员操纵过快。花键轴底部布置限位摇臂限制飞行员的旋转位移距离，并可通过位移螺钉来调整。在手柄上集成开关，当电磁铁接收到伸出指令后，电磁铁伸出中心轴锁住中立锁环，实现中立位置锁定功能。