一種用於側杆控制器的操縱力自動檢測系統的製作方法
2023-08-14 01:23:11
專利名稱：一種用於側杆控制器的操縱力自動檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於側杆控制器的操縱力自動檢測系統，屬於飛機側杆操縱力檢測技術領域。
背景技術：
飛機側杆駕駛裝置又稱側杆控制器、側臂飛行控制器或上肢操縱器等，有時也簡稱側杆，它是傳統中央駕駛杆的偏置和改進。按傳統方式，現代民用飛機的俯仰和橫滾控制採用側杆控制器作為操縱輸入，前輪轉彎系統的控制則需要額外布置一個手柄。為了給側杆控制器的前期研發試驗、後期適航驗證試驗和地面模擬試驗提供依據，需要有一套專用的檢測系統來檢測側杆控制器的操縱力特性。傳統的用於檢測側杆控制器的操縱力特性的檢測系統僅僅能夠實現對側杆控制器的俯仰軸和橫滾軸的操縱力檢測，並且側杆控制器在檢測系統上的一次安裝，只能夠檢測一個方向上的操縱力，若想測量另外一個方向上的操縱力，必須將側杆控制器卸下，然後再重新安裝。然而，在檢測過程中，兩次安裝側杆控制器會產生較大的安裝誤差。為了避免這種安裝誤差對測量精度的負面影響，常規的測量系統的加工精度必須要做得足夠高，以滿足測量要求。而且，目前大多數民用飛機採用的兩自由度側杆控制器(只控制飛機俯仰和橫滾)的操縱力特性測試是由側杆控制器的供應商在ATP階段完成，主機所還沒有有效的方式對側杆控制器的力性能進行評估和測試。若側杆控制器發生機械故障影響其操縱力特性，無法對此性能進行有效的評估。在裝有傳統側杆控制器的飛機上，在滑行、起飛滑跑過程中，飛行員需要將手從前輪轉彎手柄轉移到側杆控制器上，因此滑跑過程中無法使用前輪轉彎手柄來控制飛機轉彎，而改用腳蹬來控制飛機的方向。並且，把側杆控制器、側顯示器和前輪轉彎手柄同時布置在側操縱臺上，也增加了布置難度。考慮到人機功效，為了解決側操縱臺空間和布置之間的矛盾，並且滿足飛行員可達性，易操縱等要求，中國商用飛機有限責任公司和中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院在申請號為CN201110127784.0的中國發明專利申請中提出了一種新的側杆控制器，即，在傳統的兩自由度側杆控制器上增加旋轉操控運動用於控制前輪轉彎，該發明專利申請的全部內容以引用的方式被包含在本申請中以更好地理解本發明。目前，民航飛機尚無採用此類前輪轉彎控制方式。針對這種新的三自由度側杆控制器的設計方案，操縱力特性的檢測成為設計過程中的難點之一。目前，還沒有檢測系統能夠一次安裝就實現檢測三自由度側杆控制器在各個軸向上的操縱力特性。為了使帶有前輪轉彎控制的三自由度側杆控制器在未來飛機機型上能夠得到應用，最大程度地發揮側杆控制器的作用，也為飛行員控制飛機提供最大方便，在三自由度側杆控制器的研發過程中，需要設計一個檢測系統來完成對這種帶有前輪轉彎控制的側杆控制器的操縱力-位移特性試驗項目的檢測
發明內容
本發明的目的是:提供一種用於側杆控制器的操縱力自動檢測系統，可以實現與三自由度側杆控制器的俯仰、橫滾和前輪轉彎這三個軸單一方向運動同步，並且在運動過程中能直接測量側杆控制器操縱力-位移特性等參數。本發明不僅能為三自由度側杆控制器的研發提供驗證途徑，也可以為飛機在地面試驗過程中，對傳統的兩自由度側杆控制器的操縱力特性校驗和故障排查提供試驗平臺。本發明的技術方案大致描述如下:—臺伺服電機通過安裝在其輸出主軸上的三個電磁離合器和傳動機構(如齒輪組)將其主軸的運動分別轉換成旋轉軸、橫滾軸或俯仰軸的單獨運動。伺服電機對每個軸轉動位置的控制是通過側杆控制器自帶的位置傳感器的反饋作為輸入，每個軸上均安裝有力矩傳感器，將測量得到的力矩根據機構的結構關係可以轉換到手柄控制點處的操縱力。控制計算機根據側杆控制器的位置反饋信號來計算伺服電機的運動指令，並且根據力矩傳感器的測量力矩計算出側杆控制點處的操縱力，從而得到側杆控制器的操縱力-位移特性。該檢測系統在檢測過程中只需要控制計算機切換三個電磁離合器的接通與斷開就可以實現對側杆控制器在不同運動軸上操縱力特性的檢測。該三自由度側杆控制器的操縱力檢測系統也可以為傳統的兩自由度側杆控制器的操縱力特性檢測提供試驗平臺。具體地，根據本發明的一個目的，公開了一種用於兩自由度側杆控制器的操縱力自動檢測系統，側杆控制器包括手柄、橫滾位置傳感器和俯仰位置傳感器，橫滾位置傳感器布置在側杆控制器內以感應手柄的橫滾角度，俯仰位置傳感器布置在側杆控制器內以感應手柄的俯仰角度，操縱力自動檢測系統包括:機架；伺服電機，其具有輸出主軸，輸出主軸豎直地布置在機架上；橫滾軸電磁離合器和俯仰軸電磁離合器，其分別固定在輸出主軸上；橫滾軸和俯仰軸，其分別布置在機架上；橫滾傳動組件，其用於當橫滾軸電磁離合器電接通時將輸出主軸的轉動傳遞到橫滾軸，並將橫滾軸的轉動傳遞給手柄以使手柄繞其橫滾軸線轉動；俯仰傳動組件，其用於當俯仰軸電磁離合器電接通時將輸出主軸的轉動傳遞到俯仰軸，並將俯仰軸的轉動傳遞給手柄以使手柄繞其俯仰軸線轉動；橫滾力檢測器，其布置在橫滾傳動組件上或橫滾軸上以獲得當手柄繞其橫滾軸線轉動時側杆控制器的橫滾操縱力；俯仰力檢測器，其布置在俯仰傳動組件上或俯仰軸上以獲得當手柄繞其俯仰軸線轉動時側杆控制器的俯仰操縱力；以及比較器，其用於當輸出主軸以預定輸出轉動並且橫滾軸電磁離合器或俯仰軸電磁離合器電接通時將橫滾力檢測器或俯仰力檢測器所獲得的操縱力與橫滾位置傳感器或俯仰位置傳感器感應的轉動角度的關係曲線與預定曲線進行比較。具體地，橫滾傳動組件包括第一橫滾傳動組件和第二橫滾傳動組件，其中，第一橫滾傳動組件用於將輸出主軸的轉動傳遞到橫滾軸，第二橫滾傳動組件用於將橫滾軸的轉動傳遞給手柄；其中，第一橫滾傳動組件為空套在輸出主軸上的錐齒輪組，第二橫滾傳動組件為連杆，連杆的一端連接到橫滾軸上另一端連接到手柄上。更具體地，俯仰傳動組件包括第一俯仰傳動組件和第二俯仰傳動組件，其中，第一俯仰傳動組件用於將輸出主軸的轉動傳遞到俯仰軸，第二俯仰傳動組件用於將俯仰軸的轉動傳遞給手柄；其中，第一俯仰傳動組件為空套在輸出主軸上的錐齒輪組，第二俯仰傳動組件為連杆，連杆的一端連接到所述俯仰軸上另一端連接到手柄上。
具體地，自動檢測系統還包括力矩過載保護器，其布置在輸出主軸上用於監控伺服電機的輸出力矩不超過預定力矩。根據本發明的另一個目的，公開了一種用於三自由度側杆控制器的操縱力自動檢測系統，側杆控制器包括手柄、旋轉位置傳感器、橫滾位置傳感器和俯仰位置傳感器，旋轉位置傳感器布置在側杆控制器內以感應手柄的旋轉角度，橫滾位置傳感器布置在側杆控制器內以感應手柄的橫滾角度，俯仰位置傳感器布置在側杆控制器內以感應手柄的俯仰角度，操縱力自動檢測系統包括:機架；伺服電機，其具有輸出主軸，輸出主軸豎直地布置在機架上；旋轉軸電磁離合器、橫滾軸電磁離合器和俯仰軸電磁離合器，其分別固定在輸出主軸上；旋轉軸、橫滾軸和俯仰軸，其分別布置在機架上；旋轉傳動組件，其用於當旋轉軸電磁離合器電接通時將輸出主軸的轉動傳遞到旋轉軸，並將旋轉軸的轉動傳遞給手柄以使手柄繞其旋轉軸線轉動；橫滾傳動組件，其用於當橫滾軸電磁離合器電接通時將輸出主軸的轉動傳遞到橫滾軸，並將橫滾軸的轉動傳遞給手柄以使手柄繞其橫滾軸線轉動；俯仰傳動組件，其用於當俯仰軸電磁離合器電接通時將輸出主軸的轉動傳遞到俯仰軸，並將俯仰軸的轉動傳遞給手柄以使手柄繞其俯仰軸線轉動；旋轉力檢測器，其布置在旋轉傳動組件或旋轉軸上以獲得當手柄繞其旋轉軸線轉動時側杆控制器的旋轉操縱力；橫滾力檢測器，其布置在橫滾傳動組件或橫滾軸上以獲得當手柄繞其橫滾軸線轉動時側杆控制器的橫滾操縱力；俯仰力檢測器，其布置在俯仰傳動組件或俯仰軸上以獲得當手柄繞其俯仰軸線轉動時側杆控制器的俯仰操縱力；以及比較器，其用於當輸出主軸以預定輸出轉動並且旋轉軸電磁離合器、橫滾軸電磁離合器和俯仰軸電磁離合器選擇性地電接通時將旋轉操縱力與旋轉角度的關係曲線或橫滾操縱力與橫滾角度的關係曲線或俯仰操縱力與橫滾角度的關係曲線與預定曲線進行比較。在該實施方式中，旋轉傳動組件包括第一旋轉傳動組件和第二旋轉傳動組件，其中，第一旋轉傳動組件用於將輸出主軸的轉動傳遞到旋轉軸，第二旋轉傳動組件用於將旋轉軸的轉動傳遞給手柄；其中，第一旋轉傳動組件為空套在輸出主軸上的圓柱齒輪組，第二旋轉傳動組件為可轉動地布置在機架上的轉盤並且轉盤被配置成能夠帶動側杆控制器轉動以使手柄繞其旋轉軸線轉動。更具體地，橫滾傳動組件包括第一橫滾傳動組件和第二橫滾傳動組件，其中，第一橫滾傳動組件用於將輸出主軸的轉動傳遞到橫滾軸，第二橫滾傳動組件用於將橫滾軸的轉動傳遞給手柄；其中，第一橫滾傳動組件為空套在輸出主軸上的錐齒輪組，第二橫滾傳動組件為連杆，連杆的一端連接到橫滾軸上另一端連接到手柄上。更具體地，俯仰傳動組件包括第一俯仰傳動組件和第二俯仰傳動組件，其中，第一俯仰傳動組件用於將輸出主軸的轉動傳遞到俯仰軸，第二俯仰傳動組件用於將俯仰軸的轉動傳遞給手柄；其中，第一俯仰傳動組件為空套在輸出主軸上的錐齒輪組，第二俯仰傳動組件為連杆，連杆的一端連接到俯仰軸上另一端連接到手柄上。具體地，旋轉力檢測器包括旋轉力矩傳感器和計算單元，旋轉力矩傳感器用於感應旋轉力矩，計算單元用於將旋轉力矩換算成手柄的旋轉操縱力。具體地，橫滾力檢測器包括橫滾力矩傳感器和計算單元，橫滾力矩傳感器用於感應橫滾力矩，所述計算單元用於將橫滾力矩換算成手柄的橫滾操縱力。具體地，所述俯仰力檢測器包括俯仰力矩傳感器和計算單元，俯仰力矩傳感器用於感應俯仰力矩，計算單元用於將俯仰力矩換算成手柄的俯仰操縱力。
具體地，自動檢測系統還包括力矩過載保護器，其布置在輸出主軸上用於監控伺服電機的輸出力矩不超過預定力矩。本發明的優點和效果:(I)該檢測系統只需要一臺伺服電機就可以實現三個軸向上的運動檢測，因此大大地降低了成本。(2)與傳統的檢測方法相比，本發明中的側杆控制器的操縱力檢測系統只需要一次安裝側杆，即可實現側杆俯仰、橫滾和前輪轉彎這三個軸單一方向上的操縱力特性的檢測。因此，減小了側杆控制器在試驗臺上的安裝誤差所帶來的負面影響。
為了解釋本發明，將在下文中參考附圖描述其示例性實施方式，附圖中:圖1是側杆控制器的操縱力檢測系統的整體構架框圖；圖2是側杆控制器的操縱力檢測系統的側杆操縱力測量機構的示意圖，其大體上示出了三種運動形式；圖3是側杆控制器的操縱力測量機構在第一方向觀察的結構簡圖；圖4是側杆控制器的操縱力測量機構在第二方向觀察的結構簡圖。不同圖中的相似特徵由相似的附圖標記指示。
具體實施例方式圖1示出了用於檢測側杆控制器的力操縱特性的自動檢測系統10的基本構成，如圖1所示，該自動檢測系統10由側杆控制器100、側杆操縱力測量機構200和控制計算機單元300構成。圖2示出了該自動檢測系統10的側杆操縱力測量機構200的示意圖,從該示意圖中可知，旋轉軸線L1、橫滾軸線L2和俯仰軸線L3是兩兩垂直的。參見圖1-圖4，本發明公開了一種側杆控制器100的檢測系統10，其包括:機架202 ；伺服電機204，其具有輸出主軸204a，該輸出主軸204a豎直地布置在機架202上；旋轉軸電磁離合器206，其固定在輸出主軸204a上；橫滾軸電磁離合器208,其固定在輸出主軸204a上；俯仰軸電磁離合器210,其固定在輸出主軸204a上；旋轉軸212，其布置在機架202上；橫滾軸214，其布置在機架202上；俯仰軸216，其布置在機架202上；第一旋轉傳動組件218，其用於當旋轉軸電磁離合器206電接通時將輸出主軸204a的轉動傳遞到旋轉軸212 ；第二旋轉傳動組件220，其上安裝有側杆控制器100，並用於將旋轉軸214的轉動傳遞給側杆控制器100以使手柄102繞旋轉軸線LI轉動；第一橫滾傳動組件222，其用於當橫滾軸電磁離合器208電接通時將輸出主軸204a的轉動傳遞到橫滾軸214 ；
第二橫滾傳動組件224，其用於將橫滾軸214的轉動傳遞給手柄102以使手柄102繞橫滾軸線L2轉動；第一俯仰傳動組件226，其用於當俯仰軸電磁離合器210電接通時將輸出主軸204a的轉動傳遞到俯仰軸216 ；第二俯仰傳動組件228，其用於將俯仰軸216的轉動傳遞給手柄102以使手柄102繞俯仰軸線L3轉動；旋轉力檢測器，其布置在第二旋轉傳動組件220或旋轉軸212上以獲得側杆控制器100的旋轉操縱力；橫滾力檢測器，其布置在第二橫滾傳動組件224或橫滾軸214上以獲得側杆控制器100的橫滾操縱力；俯仰力檢測器，其布置在第二俯仰傳動組件228或俯仰軸216上以獲得側杆控制器100的俯仰操縱力；旋轉位置傳感器108，其布置在側杆控制器100內以感應側杆控制器100的手柄102的旋轉角度；橫滾位置傳感器110，其布置在側杆控制器100內以感應側杆控制器100的手柄102的橫滾角度；俯仰位置傳感器112，其布置在側杆控制器100內以感應側杆控制器100的手柄102的俯仰角度；力矩過載保護器242，其固定在輸出主軸204a上用於當伺服電機204的驅動力矩過載時(即，超過預定力矩)斷開該力矩過載保護器242從而保護機械機構；以及比較器(未示出)，其布置在控制計算機單元300中，用於當輸出主軸204a以預定輸出轉動並且旋轉軸電磁離合器206、橫滾軸電磁離合器208和俯仰軸電磁離合器210選擇性地電接通時將旋轉操縱力與旋轉角度的關係曲線或橫滾操縱力與橫滾角度的關係曲線或俯仰操縱力與橫滾角度的關係曲線與預定曲線進行比較。具體地，參見圖3和圖4，該第一旋轉傳動組件218為空套在輸出主軸204a上圓柱齒輪組，當旋轉軸電磁離合器206未接通時該齒輪組不旋轉，接通時該齒輪組隨同輸出主軸204a旋轉。第二旋轉傳動組件220為轉盤，該轉盤套置於機架202上端面上並且該轉盤可以帶動側杆控制器100轉動。更具體地，在本發明的實施方式中，由於該側杆控制器100的手柄102被夾塊104保持以使手柄102不能繞其本身的旋轉軸線克服設置在側杆控制器100內的彈簧力和阻尼力做旋轉運動，在檢測其旋轉力特性過程中，本發明的檢測系統根據相對運動關係，保持該手柄102不動，使轉盤帶動該側杆控制器100克服內置的彈簧力和阻尼力旋轉從而獲得扭矩和位置數據，這與讓手柄102旋轉的效果相同。第一橫滾傳動組件222為空套在輸出主軸204a上的錐齒輪組，當橫滾軸電磁離合器208未接通時該錐齒輪組不旋轉，接通時該錐齒輪組隨同輸出主軸204a旋轉。第二橫滾傳動組件224為連杆，該連杆的一端連接到橫滾軸214上另一端連接到夾塊104上。第一俯仰傳動組件226為空套在輸出主軸204a上錐齒輪組，當俯仰軸電磁離合器210未接通時該錐齒輪組不旋轉，接通時該錐齒輪組隨同輸出主軸204a旋轉。第二俯仰傳動組件228為連杆，該連杆的一端連接到俯仰軸216上另一端連接到夾塊104上。結合圖1，該旋轉力檢測器包括旋轉軸力矩傳感器230，該旋轉軸力矩傳感器將感應到的力矩反饋給控制計算機單元300，控制計算機單元300再通過其內置的計算單元將該傳感器所在的測量點的旋轉軸力矩轉換成側杆控制器100的手柄102的夾塊104處的力。同樣地,該橫滾力檢測器包括橫滾軸力矩傳感器232，該橫滾軸力矩傳感器將感應到的力矩反饋給控制計算機單元300，控制計算機單元300再通過其內置的計算單元將該傳感器所在的測量點的橫滾軸力矩轉換成側杆控制器100的手柄102的夾塊104處的力。該俯仰力檢測器包括俯仰軸力矩傳感器234，該俯仰軸力矩傳感器將感應到的力矩反饋給控制計算機單元300，控制計算機單元300再通過其內置的計算單元將該傳感器所在的測量點的俯仰軸力矩轉換成側杆控制器100的手柄102的夾塊104處的力。當測量前輪轉彎運動(即，手柄102繞其旋轉軸線LI運動)時的力特性時，控制計算機單元300通過運動控制卡和電機伺服控制器發送指令斷開俯仰軸電磁離合器210以及斷開橫滾軸電磁離合器208，接通旋轉軸電磁離合器206。然後控制計算機單元300根據側杆控制器100內置的旋轉位置傳感器108的反饋值以及運動位置目標值，發送控制指令給伺服電機204。伺服電機204通過接通的旋轉軸電磁離合器206帶動旋轉軸212的齒輪組(第一傳動組件218)旋轉，使轉盤(第二傳動組件220)帶動側杆控制器100轉動。旋轉操縱力可以由旋轉軸力矩傳感器230反饋給控制計算機單元300的計算機。當伺服電機204的驅動力矩過載時，力矩過載保護器242斷開，以保護機械結構不受破壞。當測量橫滾運動(即，手柄102繞其橫滾軸線L2運動)時的力特性時，控制計算機單元300通過運動控制卡和電機伺服控制器發送指令斷開俯仰軸電磁離合器210以及斷開旋轉軸電磁離合器206，接通橫滾軸電磁離合器208。然後控制計算機單元300根據側杆控制器100內置的橫滾位置傳感器110的反饋值以及運動位置目標值，發送控制指令給伺服電機204。伺服電機204通過接通的橫滾軸電磁離合器208帶動橫滾軸214的錐齒輪組(第一橫滾傳動組件222)旋轉，使連杆(第二橫滾傳動組件224)驅動手柄102運動。橫滾操縱力可以由橫滾軸力矩傳感器232反饋給控制計算機單元300的計算機。當伺服電機204的驅動力矩過載時，力矩過載保護器242斷開，以保護機械結構不受破壞。當測量俯仰運動(即，手柄102繞其俯仰軸線L3運動)時的力特性時，控制計算機單元300通過運動控制卡和電機伺服控制器發送指令斷開橫滾軸電磁離合器208以及斷開旋轉軸電磁離合器206，接通俯仰軸電磁離合器210。然後控制計算機單元300根據側杆控制器100內置的俯仰位置傳感器112的反饋值以及運動位置目標值，發送控制指令給伺服電機204。伺服電機204通過接通的俯仰軸電磁離合器206帶動俯仰軸216的錐齒輪組(第一俯仰傳動組件226)旋轉，使連杆(第二俯仰傳動組件228)驅動手柄102運動。俯仰操縱力可以由俯仰力矩傳感器234反饋給控制計算機單元300的計算機。當伺服電機204的驅動力矩過載時，力矩過載保護器242斷開，以保護機械結構不受破壞。本領域的技術人員應當很容易理解，上文公開的自動檢測系統10的實施方式不僅可以對三自由度側杆控制器的操縱力特性進行檢測還可以對兩自由度側杆控制器的操縱力特性進行檢測。另外，為了與現有通常的兩自由度側杆控制器(控制橫滾和俯仰)相適應，只需要將用於檢測旋轉自由度(用於前輪轉彎)的力和位移的相關組件去除即可將變形為另一種自動檢測系統從而對通常的兩自由度側杆控制器進行檢測。具體地，可以將上文所述的旋轉軸電磁離合器206、旋轉位置傳感器108、旋轉軸212、第一旋轉傳動組件218、第二旋轉傳動組件220以及旋轉軸力矩傳感器230去除。由於這種變形的發明實質與前文相同，故在此不再贅述。本發明不以任何方式限制於在說明書和附圖中呈現的示例性實施方式。示出以及描述的實施方式(的部分)的所有組合明確地理解為併入該說明書之內並且明確地理解為落入本發明的範圍內。而且，在如權利要求書概括的本發明的範圍內，很多變形是可能的。此外，不應該將權利要求書中的任何參考標記構造為限制本發明的範圍。
權利要求
1.一種用於兩自由度側杆控制器的操縱力自動檢測系統，所述側杆控制器包括手柄、橫滾位置傳感器和俯仰位置傳感器，所述橫滾位置傳感器布置在所述側杆控制器內以感應所述手柄的橫滾角度，所述俯仰位置傳感器布置在所述側杆控制器內以感應所述手柄的俯仰角度，所述操縱力自動檢測系統包括: 機架； 伺服電機，其具有輸出主軸，所述輸出主軸豎直地布置在所述機架上； 橫滾軸電磁離合器和俯仰軸電磁離合器，其分別固定在所述輸出主軸上； 橫滾軸和俯仰軸，其分別布置在所述機架上； 橫滾傳動組件，其用於當所述橫滾軸電磁離合器電接通時將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述橫滾軸，並將所述橫滾軸的轉動傳遞給所述手柄以使所述手柄繞其橫滾軸線轉動； 俯仰傳動組件，其用於當所述俯仰軸電磁離合器電接通時將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述俯仰軸，並將所述俯仰軸的轉動傳遞給所述手柄以使所述手柄繞其俯仰軸線轉動； 橫滾力檢測器，其布置在所述橫滾傳動組件上或所述橫滾軸上以獲得當所述手柄繞其橫滾軸線轉動時所述側杆控制器的橫滾操縱力； 俯仰力檢測器，其布置在所述俯仰傳動組件上或所述俯仰軸上以獲得當所述手柄繞其俯仰軸線轉動時所述側杆控制器的俯仰操縱力；以及 比較器，其用於當所述輸出主軸以預定輸出轉動並且所述橫滾軸電磁離合器或俯仰軸電磁離合器電接通時將所述 橫滾力檢測器或俯仰力檢測器所獲得的操縱力與所述橫滾位置傳感器或俯仰位置傳感器感應的轉動角度的關係曲線與預定曲線進行比較。
2.根據權利要求1所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述橫滾傳動組件包括第一橫滾傳動組件和第二橫滾傳動組件，其中，所述第一橫滾傳動組件用於將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述橫滾軸，所述第二橫滾傳動組件用於將所述橫滾軸的轉動傳遞給所述手柄；其中，所述第一橫滾傳動組件為空套在所述輸出主軸上的錐齒輪組，所述第二橫滾傳動組件為連杆，所述連杆的一端連接到所述橫滾軸上另一端連接到所述手柄上。
3.根據權利要求1所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述俯仰傳動組件包括第一俯仰傳動組件和第二俯仰傳動組件，其中，所述第一俯仰傳動組件用於將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述俯仰軸，所述第二俯仰傳動組件用於將所述俯仰軸的轉動傳遞給所述手柄；其中，所述第一俯仰傳動組件為空套在所述輸出主軸上的錐齒輪組，所述第二俯仰傳動組件為連杆，所述連杆的一端連接到所述俯仰軸上另一端連接到所述手柄上。
4.根據權利要求1所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述自動檢測系統還包括力矩過載保護器，其布置在所述輸出主軸上用於監控所述伺服電機的輸出力矩不超過預定力矩。
5.一種用於三自由度側杆控制器的操縱力自動檢測系統，所述側杆控制器包括手柄、旋轉位置傳感器、橫滾位置傳感器和俯仰位置傳感器，所述旋轉位置傳感器布置在所述側杆控制器內以感應所述手柄的旋轉角度，所述橫滾位置傳感器布置在所述側杆控制器內以感應所述手柄的橫滾角度，所述俯仰位置傳感器布置在所述側杆控制器內以感應所述手柄的俯仰角度，所述操縱力自動檢測系統包括: 機架； 伺服電機，其具有輸出主軸，所述輸出主軸豎直地布置在所述機架上；旋轉軸電磁離合器、橫滾軸電磁離合器和俯仰軸電磁離合器，其分別固定在所述輸出主軸上； 旋轉軸、橫滾軸和俯仰軸，其分別布置在所述機架上； 旋轉傳動組件，其用於當所述旋轉軸電磁離合器電接通時將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述旋轉軸，並將所述旋轉軸的轉動傳遞給所述手柄以使所述手柄繞其旋轉軸線轉動； 橫滾傳動組件，其用於當所述橫滾軸電磁離合器電接通時將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述橫滾軸，並將所述橫滾軸的轉動傳遞給所述手柄以使所述手柄繞其橫滾軸線轉動； 俯仰傳動組件，其用於當所述俯仰軸電磁離合器電接通時將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述俯仰軸，並將所述俯仰軸的轉動傳遞給所述手柄以使所述手柄繞其俯仰軸線轉動； 旋轉力檢測器，其布置在所述旋轉傳動組件或所述旋轉軸上以獲得當所述手柄繞其旋轉軸線轉動時所述側杆控制器的旋轉操縱力； 橫滾力檢測器，其布置在所述橫滾傳動組件或所述橫滾軸上以獲得當所述手柄繞其橫滾軸線轉動時所述側杆控制器的橫滾操縱力； 俯仰力檢測器，其布置在所述俯仰傳動組件或所述俯仰軸上以獲得當所述手柄繞其俯仰軸線轉動時所述側杆控制器的俯仰操縱力；以及 比較器，其用於當所述輸出主軸以預定輸出轉動並且所述旋轉軸電磁離合器、所述橫滾軸電磁離合器和所述俯仰軸電磁離合器選擇性地電接通時將所述旋轉操縱力與所述旋轉角度的關係曲線或所述橫滾操縱力與所述橫滾角度的關係曲線或所述俯仰操縱力與所述橫滾角度的關係曲線與預定曲線進行比較。
6.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述旋轉傳動組件包括第一旋轉傳動組件和第二旋轉傳動組件，其中，所述第一旋轉傳動組件用於將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述旋轉軸，所述第二旋轉傳動組件用於將所述旋轉軸的轉動傳遞給所述手柄；其中，所述第一旋轉傳動組件為空套在所述輸出主軸上的圓柱齒輪組，所述第二旋轉傳動組件為可轉動地布置在所述機架上的轉盤並且所述轉盤被配置成能夠帶動所述側杆控制器轉動以使所述手柄繞其旋轉軸線轉動。
7.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述橫滾傳動組件包括第一橫滾傳動組件和第二橫滾傳動組件，其中，所述第一橫滾傳動組件用於將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述橫滾軸，所述第二橫滾傳動組件用於將所述橫滾軸的轉動傳遞給所述手柄；其中，所述第一橫滾傳動組件為空套在所述輸出主軸上的錐齒輪組，所述第二橫滾傳動組件為連杆，所述連杆的 一端連接到所述橫滾軸上另一端連接到所述手柄上。
8.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述俯仰傳動組件包括第一俯仰傳動組件和第二俯仰傳動組件，其中，所述第一俯仰傳動組件用於將所述輸出主軸的轉動傳遞到所述俯仰軸，所述第二俯仰傳動組件用於將所述俯仰軸的轉動傳遞給所述手柄；其中，所述第一俯仰傳動組件為空套在所述輸出主軸上的錐齒輪組，所述第二俯仰傳動組件為連杆，所述連杆的一端連接到所述俯仰軸上另一端連接到所述手柄上。
9.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述旋轉力檢測器包括旋轉力矩傳感器和計算單元，所述旋轉力矩傳感器用於感應旋轉力矩，所述計算單元用於將所述旋轉力矩換算成所述手柄的旋轉操縱力。
10.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述橫滾力檢測器包括橫滾力矩傳感器和計算單元，所述橫滾力矩傳感器用於感應橫滾力矩，所述計算單元用於將所述橫滾力矩換算成所述手柄的橫滾操縱力。
11.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述俯仰力檢測器包括俯仰力矩傳感器和計算單元，所述俯仰力矩傳感器用於感應俯仰力矩，所述計算單元用於將所述俯仰力矩換算成所述手柄的俯仰操縱力。
12.根據權利要求5所述的操縱力自動檢測系統，其特徵在於，所述自動檢測系統還包括力矩過載保護器，其布置在所述輸出主軸上用於監控所述伺服電機的輸出力矩不超過預定 力矩。
全文摘要
一種用於側杆控制器的操縱力自動檢測系統包括機架、伺服電機、包括至少兩個電磁離合器且分別固定在輸出主軸上的電磁離合器組、布置在機架上包括至少兩個轉動軸的轉動軸組、用於當電磁離合器組的至少兩個電磁離合器電接通時分別將輸出主軸的轉動傳遞到轉動軸組的轉動軸並將轉動軸的轉動傳遞給手柄以使手柄繞對應軸線轉動的傳動組件、布置在傳動組件或轉動軸組的轉動軸上以獲得側杆操縱器的操縱力的力檢測器以及布置在側杆控制器內以感應手柄的轉動角度的位置傳感器以及用於當輸出主軸以預定輸出轉動並且至少兩個電磁離合器中的一個電接通時將力檢測器所獲得的操縱力與位置傳感器感應的轉動角度的關係曲線與預定曲線進行比較的比較器。
文檔編號G05B23/02GK103092190SQ20131000094
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月4日 優先權日2013年1月4日
發明者李劍, 田金強, 徐德勝, 薛灜, 豐立東 申請人:中國商用飛機有限責任公司, 中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院