一种用于模拟飞机油门控制系统的装置的制作方法

本发明涉及一种用于模拟飞机油门控制系统的装置。

背景技术：

飞机油门控制系统是飞机操控中非常重要的部分，是飞行员与飞机直接的对接接口。用于模拟飞机油门控制系统的装置用于模拟飞机油门控制系统的油门控制杆的运行阻力和实际运动，以用于培训新的驾驶员。

现有的用于模拟飞机油门控制系统的装置采用直流电机带动摩擦式离合器，然后联动齿轮、链条和钢丝拉动油门控制杆自动前后运动以体现飞机的自动驾驶。当自动巡航转切换手动巡航时，该装置可利用摩擦式离合器的摩擦系数对油门控制杆施加运动阻力，以给飞行驾驶员一个相对感觉让他体验真实飞机油门控制杆，这时离合器脱离直流电机，达到模拟真实飞机油门操控的真实效果。

摩擦离合器主要依赖摩擦片来施加上述运动阻力，摩擦片在工作期间经常处于磨损状态，随着摩擦片的磨损程度逐渐增加，将导致实际运动阻力渐渐低于设定运动阻力，从而降低该用于模拟飞机油门控制系统的装置的仿真效果。同时，由于摩擦片在摩擦离合器中是一个易磨损的部件，因此每隔一段时间就需要重新调节摩擦离合器，恢复设定摩擦阻力，又由于调节过程完全靠调试员感觉来决定所述阻力，导致装置的调节结果不够精确。简而言之，该装置的仿真效果较差，使用方便性能较差。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的目的是提供一种用于模拟飞机油门控制系统的装置，其能够更加真实地模拟飞机油门控制系统，且使用方便性能较好。

本发明提供了一种用于模拟飞机油门控制系统的装置，其包括：基座；可转动地设在所述基座上的油门控制杆；设于所述基座上的驱动机构，所述驱动机构通过传动机构与油门控制杆相连；以及与所述传动机构相连的第一传感器，用于检测用户对油门控制杆施加的操控力；与所述驱动机构和第一传感器相连的控制器。其中，所述控制器设置为能够基于所述第一传感器的检测信号来计算所述油门控制杆的待转速度，并控制所述驱动机构驱动所述油门控制杆，促使所述油门控制杆以所述待转速度进行转动。

进一步地，该装置还包括用于检测所述传动机构的移动位移的第二传感器，所述第二传感器与控制器相连。

进一步地，所述第二传感器为拉线位移传感器，所述拉线位移传感器设置在所述基座上，并与所述传动机构相连。

进一步地，所述驱动机构包括直流电机，所述传动机构包括设于所述直流电机的输出轴上的链轮、设于所述基座上的转轴和设于所述转轴上的带轮，以及用于将所述链轮和带轮连接起来的链带组件，所述油门控制杆与带轮或转轴相连。

进一步地，所述链带组件由链条和带组成，所述链条的两端分别与所述带组的两端相连以形成一个闭环。

进一步地，所述传动机构还包括设于所述基座上的换向轮，所述换向轮设置为将所述链轮和带轮之间的所述链带组件折弯一个设定角度。

进一步地，所述第一传感器为串联在所述链带组件中的推拉力传感器。

进一步地，所述油门控制杆、驱动机构、传动机构和第一传感器的数量皆为两个，使得两个所述油门控制杆的运动互补干扰。

进一步地，所述基座包括彼此相连的水平壳体和竖直壳体，所述驱动机构设有所述水平壳体内，所述油门控制杆由上至下贯穿所述竖直壳体的顶部，所述传动机构的一部分设有所述水平壳体内而另一部分设于所述竖直壳体内。

进一步地，所述竖直壳体的顶部为一半的圆柱面。

本发明的用于模拟飞机油门控制系统的装置主要依赖第一传感器、控制器、驱动机构和传动机构来实现数字化的控制，能够更加真实地模拟飞机油门控制系统。同时，由于该装置只需生产商进行简单调试，而没有使用易磨损的部件，因此该装置的使用不需要经常检修维护，从而易于提高该装置的使用方便性。

本发明的用于模拟飞机油门控制系统的装置结构简单，制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置的立体图；

图2显示了根据本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置的俯视图；

图3是沿图2中的A-A线的剖视图。

在附图中相同的部件使用相同的附图标记。附图并不一定按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明。

图1显示了根据本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置10的立体图，图2显示了根据本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置10的俯视图，图3是沿图2中的A-A线的剖视图。如图1到图3所示，该装置10包括基座1。基座1的形状不作特别限定，本领域技术人员可以根据需要进行设定。在本实施例中，基座1包括彼此相连的水平壳体11和竖直壳体12。水平壳体11和竖直壳体12皆可设为封闭壳体或半封闭壳体。不过为了拆卸方便起见，水平壳体11和竖直壳体12优选为半封闭壳体。

该装置10还包括可转动地设在基座1上的油门控制杆2。在本实施例中，油门控制杆2由上至下贯穿竖直壳体12的顶部，并与设置在竖直壳体12内的转轴52相连，以便油门控制杆2能够进行向前S1或向后S2的运动。为了顺畅油门控制杆2的运动，竖直壳体12的顶部为一半的圆柱面(即圆心角为180°的圆柱面)。油门控制杆2与飞机上的油门控制杆2的结构相同，以便提高该装置10的仿真效果。

该装置10还包括传动机构5和设于基座1上的驱动机构4。驱动机构4通过传动机构5与油门控制杆2相连，以驱动油门控制杆2进行转动。同时，该装置10还包括与传动机构5相连的第一传感器3，以及与驱动机构4和第一传感器3相连的控制器。第一传感器3用于检测用户对油门控制杆2施加的操控力。其中，控制器能够基于第一传感器3的检测信号来计算油门控制杆2的待转速度，并控制驱动机构4驱动油门控制杆2，促使其以待转速度进行转动。详细地讲，驱动机构4设置在水平壳体21内，传动机构5的一部分设置在水平壳体21内而另一部分设于竖直壳体22内。其中，所述控制器主要包括逻辑控制器(PLC或CPU)和辅助电子元件(如电阻、变压器和放大器等)，属于本领域技术人员熟知的，在此不再赘述。

当用户使用本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置10时，首先用户需要向油门控制杆2施加向前S1或向后S2的操控力，当第一传感器3检测到操控力时，控制器根据该操控力来计算油门控制杆2在该操控力下所需的待转速度，然后控制器基于计算结果对驱动机构4进行相应控制，使得驱动机构4通过传动机构5驱动油门控制杆2，使油门控制杆2以待转速度进行转动。其中，控制器可基于真实飞机的油门控制杆所承受的阻力与操控力之间的关系来计算油门控制杆2在该操控力下所需的待转速度和待转行程，该关系可来源于现有的用于模拟飞机油门控制系统的装置和对待模拟飞机油门控制系统的检测。

本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置10主要依赖第一传感器3、控制器、驱动机构4和传动机构5来实现数字化的控制，能够更加真实地模拟飞机油门控制系统。同时，由于该装置10只需生产商进行简单调试，而没有使用易磨损的部件，因此该装置10的使用不需要经常检修维护，从而易于提高该装置10的使用方便性。

在一个优选的实施例中，用于模拟飞机油门控制系统的装置10还包括用于检测传动机构5的移动位移的第二传感器6，该第二传感器6与控制器相连。第二传感器6可选为红外线位移传感器或拉线位移传感器等位移传感器。控制器可基于第二传感器6的检测信号对油门控制杆2的运动进行适当调整，以提高该装置10的仿真效果。优选地，该第二传感器6选为设置在基座1上的拉线位移传感器，该拉线位移传感器的拉线与传动机构5相连，使得拉线能够跟随传动机构5进行运动，使拉线位移传感器能够准确且无阻碍地检测传动机构5的移动位移。

驱动机构4可选为直流电机或伺服电机等易于精准控制转速的电机。为了提高精度的同时还尽可能降低成本起见，驱动机构4选为直流电机。如图3所示，传动机构5包括设于直流电机的输出轴上的链轮51、设于基座1上的转轴52和设于转轴52上的带轮53，以及用于将链轮51和带轮53连接起来的链带组件，油门控制杆2与带轮53或转轴52相连。当驱动机构4进行运行时，被驱动机构4带动的链轮51通过链带组件带动带轮53进行转动，使得与带轮53或转轴52相连的油门控制杆2被迫进行相应的转动。其中，链带组件由链条541和带542组成，链条541的两端分别与带542的两端相连以形成一个闭环。链轮51和带轮53均位于链带组件的内圈内。其中，带542可选为常规传动带、纤维绳或钢丝绳等。

在本实施例中，传动机构5还包括设于基座1上的换向轮55，详见图3。换向轮55设置为将链轮51和带轮53之间的链带组件折弯一个设定角度。该设定角度不过特别限定，优选为90°。换向轮55不仅能够对链带组件进行压紧，而且避免基座1的设计高度过高。

在本实施例中，第一传感器3选为串联在链带组件中的推拉力传感器优选地，推拉力传感器设在链轮51和带轮53的接合部位内。通过这种方式，第一传感器3便可精准地检测用户对油门控制杆施加的操控力。除本实施例外，第一传感器3也选为其他的类型测力传感器。

在本实施例中，油门控制杆2、驱动机构4、传动机构5和第一传感器3的数量皆为两个，使得两个油门控制杆2的运动互补干扰。由于每个油门控制杆2的运动都由一个驱动机构4进行驱动，两个油门控制杆2的运动互补干扰，油门的配平运动要比传统装置平滑流畅许多。

本发明的实施例的用于模拟飞机油门控制系统的装置10能够更加真实地模拟飞机油门控制系统，且使用方便性能较好。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。