专利名称：一种用于侧杆控制器的操纵力自动检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于侧杆控制器的操纵力自动检测系统，属于飞机侧杆操纵力检测技术领域。
背景技术：
飞机侧杆驾驶装置又称侧杆控制器、侧臂飞行控制器或上肢操纵器等，有时也简称侧杆，它是传统中央驾驶杆的偏置和改进。按传统方式，现代民用飞机的俯仰和横滚控制采用侧杆控制器作为操纵输入，前轮转弯系统的控制则需要额外布置一个手柄。为了给侧杆控制器的前期研发试验、后期适航验证试验和地面模拟试验提供依据，需要有一套专用的检测系统来检测侧杆控制器的操纵力特性。传统的用于检测侧杆控制器的操纵力特性的检测系统仅仅能够实现对侧杆控制器的俯仰轴和横滚轴的操纵力检测，并且侧杆控制器在检测系统上的一次安装，只能够检测一个方向上的操纵力，若想测量另外一个方向上的操纵力，必须将侧杆控制器卸下，然后再重新安装。然而，在检测过程中，两次安装侧杆控制器会产生较大的安装误差。为了避免这种安装误差对测量精度的负面影响，常规的测量系统的加工精度必须要做得足够高，以满足测量要求。而且，目前大多数民用飞机采用的两自由度侧杆控制器(只控制飞机俯仰和横滚)的操纵力特性测试是由侧杆控制器的供应商在ATP阶段完成，主机所还没有有效的方式对侧杆控制器的力性能进行评估和测试。若侧杆控制器发生机械故障影响其操纵力特性，无法对此性能进行有效的评估。在装有传统侧杆控制器的飞机上，在滑行、起飞滑跑过程中，飞行员需要将手从前轮转弯手柄转移到侧杆控制器上，因此滑跑过程中无法使用前轮转弯手柄来控制飞机转弯，而改用脚蹬来控制飞机的方向。并且，把侧杆控制器、侧显示器和前轮转弯手柄同时布置在侧操纵台上，也增加了布置难度。考虑到人机功效，为了解决侧操纵台空间和布置之间的矛盾，并且满足飞行员可达性，易操纵等要求，中国商用飞机有限责任公司和中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院在申请号为CN201110127784.0的中国发明专利申请中提出了一种新的侧杆控制器，即，在传统的两自由度侧杆控制器上增加旋转操控运动用于控制前轮转弯，该发明专利申请的全部内容以引用的方式被包含在本申请中以更好地理解本发明。目前，民航飞机尚无采用此类前轮转弯控制方式。针对这种新的三自由度侧杆控制器的设计方案，操纵力特性的检测成为设计过程中的难点之一。目前，还没有检测系统能够一次安装就实现检测三自由度侧杆控制器在各个轴向上的操纵力特性。为了使带有前轮转弯控制的三自由度侧杆控制器在未来飞机机型上能够得到应用，最大程度地发挥侧杆控制器的作用，也为飞行员控制飞机提供最大方便，在三自由度侧杆控制器的研发过程中，需要设计一个检测系统来完成对这种带有前轮转弯控制的侧杆控制器的操纵力-位移特性试验项目的检测
发明内容
本发明的目的是:提供一种用于侧杆控制器的操纵力自动检测系统，可以实现与三自由度侧杆控制器的俯仰、横滚和前轮转弯这三个轴单一方向运动同步，并且在运动过程中能直接测量侧杆控制器操纵力-位移特性等参数。本发明不仅能为三自由度侧杆控制器的研发提供验证途径，也可以为飞机在地面试验过程中，对传统的两自由度侧杆控制器的操纵力特性校验和故障排查提供试验平台。本发明的技术方案大致描述如下:—台伺服电机通过安装在其输出主轴上的三个电磁离合器和传动机构(如齿轮组)将其主轴的运动分别转换成旋转轴、横滚轴或俯仰轴的单独运动。伺服电机对每个轴转动位置的控制是通过侧杆控制器自带的位置传感器的反馈作为输入，每个轴上均安装有力矩传感器，将测量得到的力矩根据机构的结构关系可以转换到手柄控制点处的操纵力。控制计算机根据侧杆控制器的位置反馈信号来计算伺服电机的运动指令，并且根据力矩传感器的测量力矩计算出侧杆控制点处的操纵力，从而得到侧杆控制器的操纵力-位移特性。该检测系统在检测过程中只需要控制计算机切换三个电磁离合器的接通与断开就可以实现对侧杆控制器在不同运动轴上操纵力特性的检测。该三自由度侧杆控制器的操纵力检测系统也可以为传统的两自由度侧杆控制器的操纵力特性检测提供试验平台。具体地，根据本发明的一个目的，公开了一种用于两自由度侧杆控制器的操纵力自动检测系统，侧杆控制器包括手柄、横滚位置传感器和俯仰位置传感器，横滚位置传感器布置在侧杆控制器内以感应手柄的横滚角度，俯仰位置传感器布置在侧杆控制器内以感应手柄的俯仰角度，操纵力自动检测系统包括:机架；伺服电机，其具有输出主轴，输出主轴竖直地布置在机架上；横滚轴电磁离合器和俯仰轴电磁离合器，其分别固定在输出主轴上；横滚轴和俯仰轴，其分别布置在机架上；横滚传动组件，其用于当横滚轴电磁离合器电接通时将输出主轴的转动传递到横滚轴，并将横滚轴的转动传递给手柄以使手柄绕其横滚轴线转动；俯仰传动组件，其用于当俯仰轴电磁离合器电接通时将输出主轴的转动传递到俯仰轴，并将俯仰轴的转动传递给手柄以使手柄绕其俯仰轴线转动；横滚力检测器，其布置在横滚传动组件上或横滚轴上以获得当手柄绕其横滚轴线转动时侧杆控制器的横滚操纵力；俯仰力检测器，其布置在俯仰传动组件上或俯仰轴上以获得当手柄绕其俯仰轴线转动时侧杆控制器的俯仰操纵力；以及比较器，其用于当输出主轴以预定输出转动并且横滚轴电磁离合器或俯仰轴电磁离合器电接通时将横滚力检测器或俯仰力检测器所获得的操纵力与横滚位置传感器或俯仰位置传感器感应的转动角度的关系曲线与预定曲线进行比较。具体地，横滚传动组件包括第一横滚传动组件和第二横滚传动组件，其中，第一横滚传动组件用于将输出主轴的转动传递到横滚轴，第二横滚传动组件用于将横滚轴的转动传递给手柄；其中，第一横滚传动组件为空套在输出主轴上的锥齿轮组，第二横滚传动组件为连杆，连杆的一端连接到横滚轴上另一端连接到手柄上。更具体地，俯仰传动组件包括第一俯仰传动组件和第二俯仰传动组件，其中，第一俯仰传动组件用于将输出主轴的转动传递到俯仰轴，第二俯仰传动组件用于将俯仰轴的转动传递给手柄；其中，第一俯仰传动组件为空套在输出主轴上的锥齿轮组，第二俯仰传动组件为连杆，连杆的一端连接到所述俯仰轴上另一端连接到手柄上。
具体地，自动检测系统还包括力矩过载保护器，其布置在输出主轴上用于监控伺服电机的输出力矩不超过预定力矩。根据本发明的另一个目的，公开了一种用于三自由度侧杆控制器的操纵力自动检测系统，侧杆控制器包括手柄、旋转位置传感器、横滚位置传感器和俯仰位置传感器，旋转位置传感器布置在侧杆控制器内以感应手柄的旋转角度，横滚位置传感器布置在侧杆控制器内以感应手柄的横滚角度，俯仰位置传感器布置在侧杆控制器内以感应手柄的俯仰角度，操纵力自动检测系统包括:机架；伺服电机，其具有输出主轴，输出主轴竖直地布置在机架上；旋转轴电磁离合器、横滚轴电磁离合器和俯仰轴电磁离合器，其分别固定在输出主轴上；旋转轴、横滚轴和俯仰轴，其分别布置在机架上；旋转传动组件，其用于当旋转轴电磁离合器电接通时将输出主轴的转动传递到旋转轴，并将旋转轴的转动传递给手柄以使手柄绕其旋转轴线转动；横滚传动组件，其用于当横滚轴电磁离合器电接通时将输出主轴的转动传递到横滚轴，并将横滚轴的转动传递给手柄以使手柄绕其横滚轴线转动；俯仰传动组件，其用于当俯仰轴电磁离合器电接通时将输出主轴的转动传递到俯仰轴，并将俯仰轴的转动传递给手柄以使手柄绕其俯仰轴线转动；旋转力检测器，其布置在旋转传动组件或旋转轴上以获得当手柄绕其旋转轴线转动时侧杆控制器的旋转操纵力；横滚力检测器，其布置在横滚传动组件或横滚轴上以获得当手柄绕其横滚轴线转动时侧杆控制器的横滚操纵力；俯仰力检测器，其布置在俯仰传动组件或俯仰轴上以获得当手柄绕其俯仰轴线转动时侧杆控制器的俯仰操纵力；以及比较器，其用于当输出主轴以预定输出转动并且旋转轴电磁离合器、横滚轴电磁离合器和俯仰轴电磁离合器选择性地电接通时将旋转操纵力与旋转角度的关系曲线或横滚操纵力与横滚角度的关系曲线或俯仰操纵力与横滚角度的关系曲线与预定曲线进行比较。在该实施方式中，旋转传动组件包括第一旋转传动组件和第二旋转传动组件，其中，第一旋转传动组件用于将输出主轴的转动传递到旋转轴，第二旋转传动组件用于将旋转轴的转动传递给手柄；其中，第一旋转传动组件为空套在输出主轴上的圆柱齿轮组，第二旋转传动组件为可转动地布置在机架上的转盘并且转盘被配置成能够带动侧杆控制器转动以使手柄绕其旋转轴线转动。更具体地，横滚传动组件包括第一横滚传动组件和第二横滚传动组件，其中，第一横滚传动组件用于将输出主轴的转动传递到横滚轴，第二横滚传动组件用于将横滚轴的转动传递给手柄；其中，第一横滚传动组件为空套在输出主轴上的锥齿轮组，第二横滚传动组件为连杆，连杆的一端连接到横滚轴上另一端连接到手柄上。更具体地，俯仰传动组件包括第一俯仰传动组件和第二俯仰传动组件，其中，第一俯仰传动组件用于将输出主轴的转动传递到俯仰轴，第二俯仰传动组件用于将俯仰轴的转动传递给手柄；其中，第一俯仰传动组件为空套在输出主轴上的锥齿轮组，第二俯仰传动组件为连杆，连杆的一端连接到俯仰轴上另一端连接到手柄上。具体地，旋转力检测器包括旋转力矩传感器和计算单元，旋转力矩传感器用于感应旋转力矩，计算单元用于将旋转力矩换算成手柄的旋转操纵力。具体地，横滚力检测器包括横滚力矩传感器和计算单元，横滚力矩传感器用于感应横滚力矩，所述计算单元用于将横滚力矩换算成手柄的横滚操纵力。具体地，所述俯仰力检测器包括俯仰力矩传感器和计算单元，俯仰力矩传感器用于感应俯仰力矩，计算单元用于将俯仰力矩换算成手柄的俯仰操纵力。
具体地，自动检测系统还包括力矩过载保护器，其布置在输出主轴上用于监控伺服电机的输出力矩不超过预定力矩。本发明的优点和效果:(I)该检测系统只需要一台伺服电机就可以实现三个轴向上的运动检测，因此大大地降低了成本。(2)与传统的检测方法相比，本发明中的侧杆控制器的操纵力检测系统只需要一次安装侧杆，即可实现侧杆俯仰、横滚和前轮转弯这三个轴单一方向上的操纵力特性的检测。因此，减小了侧杆控制器在试验台上的安装误差所带来的负面影响。
为了解释本发明，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中:图1是侧杆控制器的操纵力检测系统的整体构架框图；图2是侧杆控制器的操纵力检测系统的侧杆操纵力测量机构的示意图，其大体上示出了三种运动形式；图3是侧杆控制器的操纵力测量机构在第一方向观察的结构简图；图4是侧杆控制器的操纵力测量机构在第二方向观察的结构简图。不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。
具体实施例方式图1示出了用于检测侧杆控制器的力操纵特性的自动检测系统10的基本构成，如图1所示，该自动检测系统10由侧杆控制器100、侧杆操纵力测量机构200和控制计算机单元300构成。图2示出了该自动检测系统10的侧杆操纵力测量机构200的示意图,从该示意图中可知，旋转轴线L1、横滚轴线L2和俯仰轴线L3是两两垂直的。参见图1-图4，本发明公开了一种侧杆控制器100的检测系统10，其包括:机架202 ；伺服电机204，其具有输出主轴204a，该输出主轴204a竖直地布置在机架202上；旋转轴电磁离合器206，其固定在输出主轴204a上；横滚轴电磁离合器208,其固定在输出主轴204a上；俯仰轴电磁离合器210,其固定在输出主轴204a上；旋转轴212，其布置在机架202上；横滚轴214，其布置在机架202上；俯仰轴216，其布置在机架202上；第一旋转传动组件218，其用于当旋转轴电磁离合器206电接通时将输出主轴204a的转动传递到旋转轴212 ；第二旋转传动组件220，其上安装有侧杆控制器100，并用于将旋转轴214的转动传递给侧杆控制器100以使手柄102绕旋转轴线LI转动；第一横滚传动组件222，其用于当横滚轴电磁离合器208电接通时将输出主轴204a的转动传递到横滚轴214 ；
第二横滚传动组件224，其用于将横滚轴214的转动传递给手柄102以使手柄102绕横滚轴线L2转动；第一俯仰传动组件226，其用于当俯仰轴电磁离合器210电接通时将输出主轴204a的转动传递到俯仰轴216 ；第二俯仰传动组件228，其用于将俯仰轴216的转动传递给手柄102以使手柄102绕俯仰轴线L3转动；旋转力检测器，其布置在第二旋转传动组件220或旋转轴212上以获得侧杆控制器100的旋转操纵力；横滚力检测器，其布置在第二横滚传动组件224或横滚轴214上以获得侧杆控制器100的横滚操纵力；俯仰力检测器，其布置在第二俯仰传动组件228或俯仰轴216上以获得侧杆控制器100的俯仰操纵力；旋转位置传感器108，其布置在侧杆控制器100内以感应侧杆控制器100的手柄102的旋转角度；横滚位置传感器110，其布置在侧杆控制器100内以感应侧杆控制器100的手柄102的横滚角度；俯仰位置传感器112，其布置在侧杆控制器100内以感应侧杆控制器100的手柄102的俯仰角度；力矩过载保护器242，其固定在输出主轴204a上用于当伺服电机204的驱动力矩过载时(即，超过预定力矩)断开该力矩过载保护器242从而保护机械机构；以及比较器(未示出)，其布置在控制计算机单元300中，用于当输出主轴204a以预定输出转动并且旋转轴电磁离合器206、横滚轴电磁离合器208和俯仰轴电磁离合器210选择性地电接通时将旋转操纵力与旋转角度的关系曲线或横滚操纵力与横滚角度的关系曲线或俯仰操纵力与横滚角度的关系曲线与预定曲线进行比较。具体地，参见图3和图4，该第一旋转传动组件218为空套在输出主轴204a上圆柱齿轮组，当旋转轴电磁离合器206未接通时该齿轮组不旋转，接通时该齿轮组随同输出主轴204a旋转。第二旋转传动组件220为转盘，该转盘套置于机架202上端面上并且该转盘可以带动侧杆控制器100转动。更具体地，在本发明的实施方式中，由于该侧杆控制器100的手柄102被夹块104保持以使手柄102不能绕其本身的旋转轴线克服设置在侧杆控制器100内的弹簧力和阻尼力做旋转运动，在检测其旋转力特性过程中，本发明的检测系统根据相对运动关系，保持该手柄102不动，使转盘带动该侧杆控制器100克服内置的弹簧力和阻尼力旋转从而获得扭矩和位置数据，这与让手柄102旋转的效果相同。第一横滚传动组件222为空套在输出主轴204a上的锥齿轮组，当横滚轴电磁离合器208未接通时该锥齿轮组不旋转，接通时该锥齿轮组随同输出主轴204a旋转。第二横滚传动组件224为连杆，该连杆的一端连接到横滚轴214上另一端连接到夹块104上。第一俯仰传动组件226为空套在输出主轴204a上锥齿轮组，当俯仰轴电磁离合器210未接通时该锥齿轮组不旋转，接通时该锥齿轮组随同输出主轴204a旋转。第二俯仰传动组件228为连杆，该连杆的一端连接到俯仰轴216上另一端连接到夹块104上。结合图1，该旋转力检测器包括旋转轴力矩传感器230，该旋转轴力矩传感器将感应到的力矩反馈给控制计算机单元300，控制计算机单元300再通过其内置的计算单元将该传感器所在的测量点的旋转轴力矩转换成侧杆控制器100的手柄102的夹块104处的力。同样地,该横滚力检测器包括横滚轴力矩传感器232，该横滚轴力矩传感器将感应到的力矩反馈给控制计算机单元300，控制计算机单元300再通过其内置的计算单元将该传感器所在的测量点的横滚轴力矩转换成侧杆控制器100的手柄102的夹块104处的力。该俯仰力检测器包括俯仰轴力矩传感器234，该俯仰轴力矩传感器将感应到的力矩反馈给控制计算机单元300，控制计算机单元300再通过其内置的计算单元将该传感器所在的测量点的俯仰轴力矩转换成侧杆控制器100的手柄102的夹块104处的力。当测量前轮转弯运动(即，手柄102绕其旋转轴线LI运动)时的力特性时，控制计算机单元300通过运动控制卡和电机伺服控制器发送指令断开俯仰轴电磁离合器210以及断开横滚轴电磁离合器208，接通旋转轴电磁离合器206。然后控制计算机单元300根据侧杆控制器100内置的旋转位置传感器108的反馈值以及运动位置目标值，发送控制指令给伺服电机204。伺服电机204通过接通的旋转轴电磁离合器206带动旋转轴212的齿轮组(第一传动组件218)旋转，使转盘(第二传动组件220)带动侧杆控制器100转动。旋转操纵力可以由旋转轴力矩传感器230反馈给控制计算机单元300的计算机。当伺服电机204的驱动力矩过载时，力矩过载保护器242断开，以保护机械结构不受破坏。当测量横滚运动(即，手柄102绕其横滚轴线L2运动)时的力特性时，控制计算机单元300通过运动控制卡和电机伺服控制器发送指令断开俯仰轴电磁离合器210以及断开旋转轴电磁离合器206，接通横滚轴电磁离合器208。然后控制计算机单元300根据侧杆控制器100内置的横滚位置传感器110的反馈值以及运动位置目标值，发送控制指令给伺服电机204。伺服电机204通过接通的横滚轴电磁离合器208带动横滚轴214的锥齿轮组(第一横滚传动组件222)旋转，使连杆(第二横滚传动组件224)驱动手柄102运动。横滚操纵力可以由横滚轴力矩传感器232反馈给控制计算机单元300的计算机。当伺服电机204的驱动力矩过载时，力矩过载保护器242断开，以保护机械结构不受破坏。当测量俯仰运动(即，手柄102绕其俯仰轴线L3运动)时的力特性时，控制计算机单元300通过运动控制卡和电机伺服控制器发送指令断开横滚轴电磁离合器208以及断开旋转轴电磁离合器206，接通俯仰轴电磁离合器210。然后控制计算机单元300根据侧杆控制器100内置的俯仰位置传感器112的反馈值以及运动位置目标值，发送控制指令给伺服电机204。伺服电机204通过接通的俯仰轴电磁离合器206带动俯仰轴216的锥齿轮组(第一俯仰传动组件226)旋转，使连杆(第二俯仰传动组件228)驱动手柄102运动。俯仰操纵力可以由俯仰力矩传感器234反馈给控制计算机单元300的计算机。当伺服电机204的驱动力矩过载时，力矩过载保护器242断开，以保护机械结构不受破坏。本领域的技术人员应当很容易理解，上文公开的自动检测系统10的实施方式不仅可以对三自由度侧杆控制器的操纵力特性进行检测还可以对两自由度侧杆控制器的操纵力特性进行检测。另外，为了与现有通常的两自由度侧杆控制器(控制横滚和俯仰)相适应，只需要将用于检测旋转自由度(用于前轮转弯)的力和位移的相关组件去除即可将变形为另一种自动检测系统从而对通常的两自由度侧杆控制器进行检测。具体地，可以将上文所述的旋转轴电磁离合器206、旋转位置传感器108、旋转轴212、第一旋转传动组件218、第二旋转传动组件220以及旋转轴力矩传感器230去除。由于这种变形的发明实质与前文相同，故在此不再赘述。本发明不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本发明的范围内。而且，在如权利要求书概括的本发明的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。
权利要求
1.一种用于两自由度侧杆控制器的操纵力自动检测系统，所述侧杆控制器包括手柄、横滚位置传感器和俯仰位置传感器，所述横滚位置传感器布置在所述侧杆控制器内以感应所述手柄的横滚角度，所述俯仰位置传感器布置在所述侧杆控制器内以感应所述手柄的俯仰角度，所述操纵力自动检测系统包括: 机架； 伺服电机，其具有输出主轴，所述输出主轴竖直地布置在所述机架上； 横滚轴电磁离合器和俯仰轴电磁离合器，其分别固定在所述输出主轴上； 横滚轴和俯仰轴，其分别布置在所述机架上； 横滚传动组件，其用于当所述横滚轴电磁离合器电接通时将所述输出主轴的转动传递到所述横滚轴，并将所述横滚轴的转动传递给所述手柄以使所述手柄绕其横滚轴线转动； 俯仰传动组件，其用于当所述俯仰轴电磁离合器电接通时将所述输出主轴的转动传递到所述俯仰轴，并将所述俯仰轴的转动传递给所述手柄以使所述手柄绕其俯仰轴线转动； 横滚力检测器，其布置在所述横滚传动组件上或所述横滚轴上以获得当所述手柄绕其横滚轴线转动时所述侧杆控制器的横滚操纵力； 俯仰力检测器，其布置在所述俯仰传动组件上或所述俯仰轴上以获得当所述手柄绕其俯仰轴线转动时所述侧杆控制器的俯仰操纵力；以及 比较器，其用于当所述输出主轴以预定输出转动并且所述横滚轴电磁离合器或俯仰轴电磁离合器电接通时将所述 横滚力检测器或俯仰力检测器所获得的操纵力与所述横滚位置传感器或俯仰位置传感器感应的转动角度的关系曲线与预定曲线进行比较。
2.根据权利要求1所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述横滚传动组件包括第一横滚传动组件和第二横滚传动组件，其中，所述第一横滚传动组件用于将所述输出主轴的转动传递到所述横滚轴，所述第二横滚传动组件用于将所述横滚轴的转动传递给所述手柄；其中，所述第一横滚传动组件为空套在所述输出主轴上的锥齿轮组，所述第二横滚传动组件为连杆，所述连杆的一端连接到所述横滚轴上另一端连接到所述手柄上。
3.根据权利要求1所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述俯仰传动组件包括第一俯仰传动组件和第二俯仰传动组件，其中，所述第一俯仰传动组件用于将所述输出主轴的转动传递到所述俯仰轴，所述第二俯仰传动组件用于将所述俯仰轴的转动传递给所述手柄；其中，所述第一俯仰传动组件为空套在所述输出主轴上的锥齿轮组，所述第二俯仰传动组件为连杆，所述连杆的一端连接到所述俯仰轴上另一端连接到所述手柄上。
4.根据权利要求1所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述自动检测系统还包括力矩过载保护器，其布置在所述输出主轴上用于监控所述伺服电机的输出力矩不超过预定力矩。
5.一种用于三自由度侧杆控制器的操纵力自动检测系统，所述侧杆控制器包括手柄、旋转位置传感器、横滚位置传感器和俯仰位置传感器，所述旋转位置传感器布置在所述侧杆控制器内以感应所述手柄的旋转角度，所述横滚位置传感器布置在所述侧杆控制器内以感应所述手柄的横滚角度，所述俯仰位置传感器布置在所述侧杆控制器内以感应所述手柄的俯仰角度，所述操纵力自动检测系统包括: 机架； 伺服电机，其具有输出主轴，所述输出主轴竖直地布置在所述机架上；旋转轴电磁离合器、横滚轴电磁离合器和俯仰轴电磁离合器，其分别固定在所述输出主轴上； 旋转轴、横滚轴和俯仰轴，其分别布置在所述机架上； 旋转传动组件，其用于当所述旋转轴电磁离合器电接通时将所述输出主轴的转动传递到所述旋转轴，并将所述旋转轴的转动传递给所述手柄以使所述手柄绕其旋转轴线转动； 横滚传动组件，其用于当所述横滚轴电磁离合器电接通时将所述输出主轴的转动传递到所述横滚轴，并将所述横滚轴的转动传递给所述手柄以使所述手柄绕其横滚轴线转动； 俯仰传动组件，其用于当所述俯仰轴电磁离合器电接通时将所述输出主轴的转动传递到所述俯仰轴，并将所述俯仰轴的转动传递给所述手柄以使所述手柄绕其俯仰轴线转动； 旋转力检测器，其布置在所述旋转传动组件或所述旋转轴上以获得当所述手柄绕其旋转轴线转动时所述侧杆控制器的旋转操纵力； 横滚力检测器，其布置在所述横滚传动组件或所述横滚轴上以获得当所述手柄绕其横滚轴线转动时所述侧杆控制器的横滚操纵力； 俯仰力检测器，其布置在所述俯仰传动组件或所述俯仰轴上以获得当所述手柄绕其俯仰轴线转动时所述侧杆控制器的俯仰操纵力；以及 比较器，其用于当所述输出主轴以预定输出转动并且所述旋转轴电磁离合器、所述横滚轴电磁离合器和所述俯仰轴电磁离合器选择性地电接通时将所述旋转操纵力与所述旋转角度的关系曲线或所述横滚操纵力与所述横滚角度的关系曲线或所述俯仰操纵力与所述横滚角度的关系曲线与预定曲线进行比较。
6.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述旋转传动组件包括第一旋转传动组件和第二旋转传动组件，其中，所述第一旋转传动组件用于将所述输出主轴的转动传递到所述旋转轴，所述第二旋转传动组件用于将所述旋转轴的转动传递给所述手柄；其中，所述第一旋转传动组件为空套在所述输出主轴上的圆柱齿轮组，所述第二旋转传动组件为可转动地布置在所述机架上的转盘并且所述转盘被配置成能够带动所述侧杆控制器转动以使所述手柄绕其旋转轴线转动。
7.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述横滚传动组件包括第一横滚传动组件和第二横滚传动组件，其中，所述第一横滚传动组件用于将所述输出主轴的转动传递到所述横滚轴，所述第二横滚传动组件用于将所述横滚轴的转动传递给所述手柄；其中，所述第一横滚传动组件为空套在所述输出主轴上的锥齿轮组，所述第二横滚传动组件为连杆，所述连杆的 一端连接到所述横滚轴上另一端连接到所述手柄上。
8.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述俯仰传动组件包括第一俯仰传动组件和第二俯仰传动组件，其中，所述第一俯仰传动组件用于将所述输出主轴的转动传递到所述俯仰轴，所述第二俯仰传动组件用于将所述俯仰轴的转动传递给所述手柄；其中，所述第一俯仰传动组件为空套在所述输出主轴上的锥齿轮组，所述第二俯仰传动组件为连杆，所述连杆的一端连接到所述俯仰轴上另一端连接到所述手柄上。
9.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述旋转力检测器包括旋转力矩传感器和计算单元，所述旋转力矩传感器用于感应旋转力矩，所述计算单元用于将所述旋转力矩换算成所述手柄的旋转操纵力。
10.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述横滚力检测器包括横滚力矩传感器和计算单元，所述横滚力矩传感器用于感应横滚力矩，所述计算单元用于将所述横滚力矩换算成所述手柄的横滚操纵力。
11.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述俯仰力检测器包括俯仰力矩传感器和计算单元，所述俯仰力矩传感器用于感应俯仰力矩，所述计算单元用于将所述俯仰力矩换算成所述手柄的俯仰操纵力。
12.根据权利要求5所述的操纵力自动检测系统，其特征在于，所述自动检测系统还包括力矩过载保护器，其布置在所述输出主轴上用于监控所述伺服电机的输出力矩不超过预定 力矩。
全文摘要
一种用于侧杆控制器的操纵力自动检测系统包括机架、伺服电机、包括至少两个电磁离合器且分别固定在输出主轴上的电磁离合器组、布置在机架上包括至少两个转动轴的转动轴组、用于当电磁离合器组的至少两个电磁离合器电接通时分别将输出主轴的转动传递到转动轴组的转动轴并将转动轴的转动传递给手柄以使手柄绕对应轴线转动的传动组件、布置在传动组件或转动轴组的转动轴上以获得侧杆操纵器的操纵力的力检测器以及布置在侧杆控制器内以感应手柄的转动角度的位置传感器以及用于当输出主轴以预定输出转动并且至少两个电磁离合器中的一个电接通时将力检测器所获得的操纵力与位置传感器感应的转动角度的关系曲线与预定曲线进行比较的比较器。
文档编号G05B23/02GK103092190SQ20131000094
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者李剑, 田金强, 徐德胜, 薛灜, 丰立东 申请人:中国商用飞机有限责任公司, 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院