专利名称：直升机电机人感仿真操纵系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直升机操纵系统领域，具体涉及一种模拟直升机飞行环境的仿真操纵系统。
背景技术：
直升机是以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源，能在大气中垂直起落及悬停并能进行前、后飞、定点回转等可控飞行的重于空气的航空器。相对于其他飞行器，直升机具有自己特殊的操纵系统，其主要包括总距操纵杆和周期变距操纵杆。总距操纵杆简称总距杆。用来控制旋翼桨叶总距变化的座舱操纵杆。总距操纵杆一般布置在驾驶员座位的左侧，绕支座轴线上、下转动。驾驶员左手上提杆时，使自动倾斜器上升而增大旋翼桨叶总距(即各片桨叶桨距同时增大相同的角度)使旋翼拉力增大，反之拉力减小，由此来控制直升机的升降运动。这是直升机特有的一种操纵机构。通常在总距操纵杆的手柄上设置旋转式油门操纵机构，用来调节发动机油门的大小，以便使发动机输出功率与旋翼桨叶总距变化后的旋翼需用功率相适应。因此，又称其为总距油门杆。周期变距操纵杆简称驾驶杆。与固定翼飞机的驾驶杆相似，通过操纵线系与自动倾斜器相连接的直升机驾驶杆。一般位于驾驶员座椅的中央前方。驾驶员前、后(或左、右)操纵周期变距操纵杆，使倾斜盘相应的前、后(或左、右)倾斜，从而使桨叶的桨距作每转一次的周期改变，造成旋翼拉力矢量按相应的方向倾斜，达到控制直升机的前、后(或左、右)和俯仰(或横滚)运动。周期变距操纵杆在结构上必须保证纵向、横向操纵的独立性。在周期变距操纵杆上，还可根据不同的要求，装设各种开关、按钮和把手。随着电传、光传操纵技术的发展，座舱操纵机构也在向新型侧杆操纵方式发展，SP手操纵杆从驾驶员座位的中央前方移至座位的右侧，并有可能与总距操纵杆和脚蹬合而为一。其可能的形式有四轴型(俯仰、滚转、航向和升降四种操纵合而为一)；3(俯仰、滚转和升降)+1 (航向)脚蹬型；3 (俯仰、滚转和航向)+1 (升降)总距型；2 (俯仰和滚转)+1 (升降)总距+1(航向)脚蹬型四种。综上所述，直升机操纵系统是控制直升机飞行姿势和方向的直升机核心部件。因此熟练掌握直升机飞行系统的操纵方法是每一位直升机飞行员必须掌握的技能。直升机飞行驾驶员在正式上岗之前要经过长时间训练。其中在模拟飞行器中模拟操纵直升机飞行是其中非常重要的一项训练科目。因此需要根据模拟飞行器的环境开发一种模仿真机的仿真操纵系统，帮助飞行驾驶员训练。
实用新型内容为解决上述技术问题，我们提出了直升机电机人感仿真操纵系统，其目的是，在直升机飞机模拟器模拟直升机飞行时对操纵杆在不同高度、速度下操纵力进行模拟和对操纵自动驾驶功能的模拟。[0009]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下直升机电机人感仿真操纵系统，它包括电机组件，所述的电机组件包括伺服电机和离合器，它还包括总距机构、周期变距机构、脚蹬机构和操纵系统控制盒总距机构包括连接轴，连接轴两端固定连接有总距杆，所述的连接轴通过连杆与电机组件连接，所述连杆上还设置有力敏传感器，所述的电机组件连接有手柄轴，所述的电机组件的离合器通过吸合与分离，控制总距机构在自动操纵与人工操纵之间切换；周期变距机构包括主轴和并联杆，并联杆两端固定连接有驾驶杆，驾驶杆通过螺钉与主轴固定连接，主轴中部设置有电机组件和主轴曲柄，电机组件通过主轴曲柄控制主轴旋转进而操纵驾驶杆运动，主轴一端设置有控制并联杆向左运动的左横向摆杆另一端设置有控制并联杆向右运动的右横向摆杆，所述的左横向摆杆连接有摩擦组件，左横向摆杆与摩擦组件之间设有力敏传感器，所述的电机组件的离合器通过吸合与分离，控制周期变距机构在自动操纵与人工操纵之间切换；脚蹬机构包括连杆一和脚蹬组件，所述的脚蹬组件与连杆一通过连杆二相连接，所述的连杆一通过连杆三连接有电机组件，所述的连杆三上还设置有力敏传感器，所述的电机组件的离合器通过吸合与分离，控制总距机构在自动操纵与人工操纵之间切换；操纵系统控制盒包括控制板，所述的控制板能够与本操纵系统之外的微机进行通讯联系，并根据微机指令驱动电机组件的伺服电机工作，控制电机组件中的离合器的吸合、分离，实现总距机构、周期变距机构和脚蹬机构在自动操作和人工操作之间切换，并且可以通过微机下达的不同指令改变离合器在不同状态下的吸合力。优选的，所述的周期变距机构的主轴上设置有纵向定位块。优选的，所述的总距机构的连接轴上设置有轴定位块。通过上述技术方案，本实用新型取得的有益效果在于，针对模拟飞行器的工作环境开发。操纵系统控制盒中设置有控制板实现与系统外部的微机进行数据通讯，并根据微机传达的数据指令控制总距机构、周期变距机构和脚蹬机构中电机组件中离合器的分离与吸合，控制各部机构在自动驾驶和手动驾驶进行切换。控制板还能根据微机传达的指令控制离合器在不同状态之下的吸合力，模仿直升飞机操纵杆在不同高度、速度下操纵力，提供逼真的模拟状态。本实用新型结构合理，能够有效帮助飞行员进行训练。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例中总距机构的主视图；图2为图1的侧视图；图3为本实用新型实施例中周期变距机构的结构示意图；图4为本实用新型实施例中脚蹬机构的主视图；图5为图4的侧视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合实施例和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。本实施例，直升机电机人感仿真操纵系统，它包括电机组件，所述的电机组件包括伺服电机和离合器，它还包括总距机构、周期变距机构、脚蹬机构和操纵系统控制盒如图1和图2所示，总距机构包括连接轴1，连接轴I两端固定连接有总距杆2，所述的连接轴I通过连杆3与电机组件4连接，所述连杆3上还设置有力敏传感器5，所述的电机组件4连接有手柄轴6，所述的电机组件4的离合器通过吸合与分离，控制总距机构在自动操纵与人工操纵之间切换；如图3所示，周期变距机构包括主轴7和并联杆8，并联杆8两端固定连接有驾驶杆9，驾驶杆9通过螺钉与主轴7固定连接，主轴7中部设置有电机组件10和主轴曲柄11，电机组件10通过主轴曲柄11控制主轴7旋转进而操纵驾驶杆9运动，主轴7 —端设置有控制并联杆8向左运动的左横向摆杆12另一端设置有控制并联杆8向右运动的右横向摆杆13，所述的左横向摆杆11连接有摩擦组件14，左横向摆杆11与摩擦组件14之间设有力敏传感器15，所述的电机组件10的离合器通过吸合与分离，控制周期变距机构在自动操纵与人工操纵之间切换；如图4和图5所示，脚蹬机构包括连杆一 16和脚蹬组件17，所述的脚蹬组件17与连杆一 16通过连杆二 18相连接，所述的连杆一 16通过连杆三19连接有电机组件20，所述的连杆三19上还设置有力敏传感器21，所述的电机组件20的离合器通过吸合与分离，控制总距机构在自动操纵与人工操纵之间切换；操纵系统控制盒包括控制板，所述的控制板能够与本操纵系统之外的微机进行通讯联系，并根据微机指令驱动电机组件的伺服电机工作，控制电机组件中的离合器的吸合、分离，实现总距机构、周期变距机构和脚蹬机构在自动操作和人工操作之间切换，并且可以通过微机下达的不同指令改变离合器在不同状态下的吸合力。本实施例中，为了限定总距机构连接轴I的位置在总距机构的连接轴I上设置有轴定位块22。为了限定周期变距机构的主轴7的纵向位移在主轴7上设置有纵向定位块23。本实施例中各部分机构模拟直升机的操纵系统的具体方式如下总距机构与脚蹬机构配合相当于直升机中的总距操纵杆用来模拟调节发动机油门的大小和直升机的航向；周期变距机构相当于直升机中的周期变距操纵杆用来模拟达到控制直升机的前、后(或左、右)和俯仰(或横滚)运动；本实施例是针对模拟飞行器的工作环境开发的。由系统操纵盒控制板根据系统外部的微机指令控制电机组件中离合器分离与吸合以控制周期变距机构、总距机构和脚蹬机构在自动操作和人工操纵之间进行切换。分离器根据微机的指令控制分离器吸合力的大小模拟在不同高度时所受到的操纵力。具体工作时机构工作如下[0036]周期变距机构、总距机构和脚蹬机构，在人工操纵时有明显力反馈效果，阻力大小可通过调节摩擦组件进行调整，实现即走即停仿真真机静态时的力感。在加电后，由伺服电机驱动，周期变距机构、总距机构、脚蹬机构能够自动配平，即回到零位。周期变距机构、总距机构、脚蹬机构在自动驾驶状态时，可在任意装订。转为人工操纵时，力敏传感器接收到人工操纵力，操纵系统控制盒控制离合器分离，能自动转为人工操纵。人工操纵在任意位置松手后，能自动转为自动驾驶，由伺服电机驱动操纵杆应能回到原装订位置。控制盒以通讯方式与外部微机通讯，按微机指令，驱动伺服电机，控制离合器的吸合、分离，采集力敏开关状态、周期变距杆开关量，上报微机。并且可以通过不同指令，改变离合器不同状态下的吸合力，模拟飞机飞行时操纵杆在不同高度、速度下操纵力。操纵系统控制盒中根据微机传达的数据指令控制总距机构、周期变距机构和脚蹬机构中电机组件中离合器的分离与吸合，控制各部分在自动驾驶和手动驾驶进行切换。控制板还能根据微机传达的指令控制离合器在不同状态之下的吸合力，模仿直升飞机操纵杆在不同高度、速度下操纵力，提供逼真的模拟状态。本实用新型结构合理，能够有效帮助飞行员进行训练。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种直升机电机人感仿真操纵系统，它包括电机组件，所述的电机组件包括伺服电机和离合器，其特征在于，它还包括总距机构、周期变距机构、脚蹬机构和操纵系统控制盒: 总距机构包括连接轴，连接轴两端固定连接有总距杆，所述的连接轴通过连杆与电机组件连接，所述连杆上还设置有力敏传感器，所述的电机组件连接有手柄轴，所述的电机组件的离合器通过吸合与分离，控制总距机构在自动操纵与人工操纵之间切换； 周期变距机构包括主轴和并联杆，并联杆两端固定连接有驾驶杆，驾驶杆通过螺钉与主轴固定连接，主轴中部设置有电机组件和主轴曲柄，电机组件通过主轴曲柄控制主轴旋转进而操纵驾驶杆运动，主轴一端设置有控制并联杆向左运动的左横向摆杆另一端设置有控制并联杆向右运动的右横向摆杆，所述的左横向摆杆连接有摩擦组件，左横向摆杆与摩擦组件之间设有力敏传感器，所述的电机组件的离合器通过吸合与分离，控制周期变距机构在自动操纵与人工操纵之间切换； 脚蹬机构包括连杆一和脚蹬组件，所述的脚蹬组件与连杆一通过连杆二相连接，所述的连杆一通过连杆三连接有电机组件，所述的连杆三上还设置有力敏传感器，所述的电机组件的离合器通过吸合与分离，控制总距机构在自动操纵与人工操纵之间切换； 操纵系统控制盒包括控制板，所述的控制板能够与本操纵系统之外的微机进行通讯联系，并根据微机指令驱动电机组件的伺服电机工作控制电机组件中的离合器的吸合、分离，实现总距机构、周期变距机构和脚蹬机构在自动操作和人工操作之间切换，并且可以根据微机下达的不同指令改变离合器在不同状态下的吸合力。
2.根据权利要求1所述的一种直升机电机人感仿真操纵系统，其特征在于，所述的周期变距机构的主轴上设置有纵向定位块。
3.根据权利要求1所述的一种直升机电机人感仿真操纵系统，其特征在于，所述的总距机构的连接轴上设置有轴定位块。
专利摘要本实用新型公开了一种直升机电机人感仿真操纵系统，它包括电机组件，所述的电机组件包括伺服电机和离合器，它还包括总距机构、周期变距机构、脚蹬机构和操纵系统控制盒。操纵系统控制盒通过控制电机组件中离合器的吸合与分离控制各部机构在自动操纵和人工操纵之间切换。本实用新型结构合理，能够模仿直升飞机操纵杆在不同高度、速度下的操纵力，提供逼真的模拟状态，帮助飞行员进行模拟飞行训练。
文档编号G09B9/28GK202855112SQ20122052672
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者杨明 申请人:昆山航理机载设备有限公司