操纵机构之间的力联合装置、操纵机构和飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及至少两个飞行器操纵机构之间的力联合装置，所述飞行器包括一种操 纵装置，对于每个飞行器驾驶机构，所述操纵装置配备有两个（全部通过机械传动链或以 至少局部电气的方式）与该驾驶机构连接的这种操纵机构，以使飞行器能够同时由两个人 操纵：机长（或驾驶员）或副驾驶员。
【背景技术】
[0002] 在全文中，除非相反指示，术语"操纵"和其派生词表示由至少一个人类驾驶员通 过操作至少一个例如操作杆、控制杆、脚踏板、踏板等操纵机构来驾驶飞行器，所述操纵机 构与至少一个例如飞行器的舵面或油门控制杆的驾驶机构连接。另外，采用术语"力"以根 据施加有该力（如果旋转则为扭力或如果平移则为推力（force))的配置来无区别地表示 扭力或推力。
[0003] 在需要由驾驶员和副驾驶员同时操纵飞行器时，已知在两个驾驶员之间连接每个 驾驶员的操纵机构或操作杆，以便每个操作杆跟随另一个移动，且每个驾驶员在其操作杆 上可感受到另一驾驶员在自己的操作杆上施加的力。传统上，通过机械连接两个操纵机构 的一组连杆或电缆来执行在操纵机构间的该力联合。
[0004] 然而，当操纵机构为电气或电子类型时，需要例如通过电动机来模拟传统机械操 作杆的性能。从文件US 5291113中已知操纵装置包括联合装置，所述联合装置实现应用至 驾驶员和副驾驶员操作杆上的推力和位移的联接。对于每个操纵机构，该操纵装置包括与 (扭力传感器形式的）力传感器和位置传感器连接的操作手柄。每个扭力传感器发送表示 由驾驶员（或副驾驶员）在操作手柄上施加/感受到的扭力的信号。根据由位置传感器发 送的位置信号和由扭力信号总和形成的力反馈值，加法器形成之后被应用至电子控制器的 扭力误差，所述电子控制器发送适合于电动机的电流以修正该扭力误差并改变驾驶员（或 副驾驶员）感受到的扭力。
[0005] 这种力联合装置具有的缺点在于，通过模拟在驾驶员和副驾驶员的操纵机构之间 类似于刚性连杆的联接，降低了驾驶员的力感知。然而，这种连杆在机械系统中通常配备有 当由一个操作杆在另一个操纵杆上施加的力超过预先确定极限时使驾驶员的操作杆断开 连结装置。这种"断连"不实现于先有技术的联合装置中，且当驾驶员和副驾驶员的联合力 导至发提供至电动机的电流饱和时不实现力限制。在该情况下，由发动机提供与驾驶员施 加的力相反的力是恒定的且不再能够感受到相对于操作杆总行程的位置。而且，如果根据 位置设置了如类似于开槽（crantage)的感知或可通过的止挡（but6e)(例如通过操作杆振 动器引起的振动，以触碰地警告接近熄火的情况）的力变化规律，则通过电动机控制饱和 度进行"擦除"。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种联合操纵机构间力的装置，所述操纵机构不具有现有 技术的缺点。
[0007] 本发明的目的还在于所提供的这种装置能够当由一个操作杆在另一个操作杆上 作用的力超过预先确定极限时，在驾驶员和副驾驶员的操作杆之间实现"断连"。
[0008] 本发明的目的同样在于通过将电动机控制饱和度极限保持足够高，能够得到操纵 机构的最佳动力。
[0009] 本发明的目的还在于所提供的这种联合装置能够考虑到被动回复装置 (dispositifs de rappel passives)的存在，如弹簧和/或缓冲器，所述被动回复装置与和 主动装置（电动机、各种致动器等）并联的操纵机构的操作手柄连接。
[0010] 为此，本发明涉及一种第一和第二力反馈式操纵机构之间的力联合装置，每个操 纵机构包括可相对于底座移动的操作手柄和至少一个力传感器，所述至少一个力传感器适 用于提供由驾驶员施加于操作手柄上的力值、即操纵力值，所述装置适用于根据每个操纵 机构的操纵力值的总和形成力反馈值，其特征在于，所述装置还包括修正装置，所述修正装 置适用于根据从所述第二操纵机构的操纵力绝对值和每个操纵机构的操纵力值之间的差 值中选取的至少一个参数来限制所述力反馈值。
[0011] 通过或者根据每个操纵机构的操纵力间的差值、或者根据第二机构的操纵力绝对 值来引起力反馈值的修正，能够限制由其它操纵机构提供的操纵力值对给定的操纵机构的 操纵力的影响。更具体地，在包括两个操纵机构、例如机长使用的操作杆（驾驶员操作杆） 和副驾驶员使用的操作杆（副驾驶员操作杆）的操纵装置中，如果由于任何原因锁定了副 驾驶员操作杆，或如果驾驶员和副驾驶员在相反方向上分别启动了各自的操作杆，在驾驶 员的操纵力和副驾驶员的操纵力间的较大的根据差值的力反馈修正在两个操纵杆间的刚 性联接中引起弹力形式。而且，通过限制传送给驾驶员操作杆的副驾驶员的力绝对值，能够 在驾驶员的操纵力中保留根据飞行状况、例如操作杆位置来计算的力分量而没有掩盖任何 可通过的止挡（例如由操作杆振动器引起的振动，以触碰地警告接近熄火的情况），以及没 有该限制的其它表示特定状态或情况的触碰感知由于向电动机供应的电流的饱和而将消 失。
[0012] 有利地，根据本发明，所述修正装置至少包括：
[0013] ?比较器，所述比较器适用于形成每个操纵机构的操纵力值的差值，
[0014] ?带死区（bande morte)的修正器，所述修正器适用于在所述力差值小于预先确定 阈值时提供基本为零的修正值，或者在所述力差值大于所述预先确定阈值时提供基本等于 所述力差值绝对值减去阈值且带有差值符号的修正值，以及
[0015] ?加法器，所述加法器用于根据操纵力总和以及修正值形成力反馈值。
[0016] 由于向每个操纵机构间的操纵力差值提供不敏感范围的修正器死区，在操纵力差 值小于预先确定阈值时，本发明的联合装置表现为如存在于操纵机构的操作杆之间的刚性 连接。当操纵力差值大于阈值时，所述装置对于所考虑的操纵机构表现为由其它操纵机构 传送的操纵力的限制器且引起了在不同操纵机构的操作杆间的角度变化的可能性。
[0017] 有利地，根据本发明，所述预先确定阈值等于断连可接受力的极限值的两倍。在传 统机械系统中，根据该断连可接受力对应的力，驾驶员和副驾驶员的两个操作杆不再彼此 刚性连接。因此，当根据差值的修正增益等于1时，来自第二操纵机构的操纵力的影响被限 制于断连可接受力，且由驾驶员施加/感受到的操纵力基本对应于单独操纵时将感受到的 力的一半加上固定力，所述固定力等于断连可接受力极限值，代表了在两个操作杆之间的 异常。
[0018] 有利地，根据本发明，所述预先确定阈值可根据表示每个操纵机构的操作手柄位 置的信号之间的差值变化。在根据本发明的联合装置的该变型中，断连可接受力可根据驾 驶员操作杆和副驾驶员操作杆之间的位置的差值变化。位置差值越大，断连的极限力越大。
[0019] 有利地，根据本发明，所述修正装置还包括在带死区的修正器的输出端处的阈值 比较器，所述阈值比较器适用于在当修正器输出非零时提供断连信号。以该方式，在驾驶员 操作杆之间的断连接信号不再取决于操纵机构的电动机中循环的电流，且容易被大动力运 动影响，因此能够提供较弱的断连信号。
[0020] 有利地，根据本发明，在本发明的联合装置的第二实施例中，所述修正装置包括至 少一个饱和器，所述饱和器适用于将第二操纵机构的操纵力值限制到断连可接受力的极限 值。该实施例比之前的实施例更简单且更经济，还能够满足给予力联合装置的大部分函数。 在该第二实施例中，两个（驾驶员和副驾驶员的）操纵机构不需要同时饱和，且仅在单一操 纵机构上执行断相关联探测（除非在所述第一操纵机构以及所述第二操纵机构上观察到 了力饱和）。
[0021] 有利地，根据本发明，所述断连可接受力极限值是可变化的且所述修正装置适用 于根据表示每个操纵机构的操作手柄位置的信号之间的差值来确定所述断连可接受力的 极限值。
[0022] 有利地，根据本发明，所述修正装置还包括比较器，所述比较器适用于形成第二操 纵机构的操纵力值与饱和器的输出值之间的差值并在所述差值非零时提供断连信号。当饱 和器不介入时饱和器的输入和输出的差值为零，以限制副驾驶员的操纵力。一旦限制介入， 差值非零且发送代表两个操作杆之间断连的信号。
[0023] 有利地，根据本发明，在本发明的任意实施例中，所述装置包括输出端，所述输出 端适用于当激活断连信号时控制断连指示器。该指示器是可见（可看见）的、有声音的又 或通过在驾驶员可见到的屏幕上的警告实现。
[0024] 有利地，根据本发明，所述装置还包括由断连信号激活的计数器，所述计数器适用 于在预先确定时间段之后开启转换器，所述转换器能够将第一操纵机构与第二操纵机构的 操纵力信号隔离。因此例如当其中一个操纵机构的操作杆被锁定时，所述操作杆与联合装 置断开连接且能够在剩余的操纵机构上独立操纵。
[0025] 本发明还涉及一种操纵机构，所述操纵机构适用于与相同类型的第二操纵机构相 关联，所述操纵机构至少包括：
[0026] -可根据至少一个自由度移动的操作手柄，
[0027] -力传感器，所述力传感器适用于提供由驾驶员施加于操作手柄上的力值、即操纵 力值，<