用于飞行器方向舵脚蹬的整体且可移除的踏板模块的制作方法

本发明涉及一种用于飞行器、特别是用于运输机的方向舵脚蹬（rudderbar）的踏板模块，以及一种包括至少一个此踏板模块的方向舵脚蹬。

在飞行器上，方向舵脚蹬是准许飞行员和/或副飞行员控制方向舵单元和轮的制动器的机械设备。

方向舵脚蹬包括踏板以及若干移动部件的组件，该移动部件根据由（多个）飞行员施加到踏板的移动的类型控制飞行器的方向舵单元或制动器。

背景技术：

用于飞行器上（主要是客机上）的方向舵脚蹬是集成在驾驶舱的底板中的方向舵脚蹬。据说方向舵脚蹬被放置，因为其搁置在驾驶舱的底板上。

针对其操作、特别是针对与转向控制件连接的踏板的功能以及与制动系统连接的踏板的功能的实现，方向舵脚蹬必须包括大量部件（铰接件、连接杆、枢轴…）。

此常规的方向舵脚蹬特别是因为此大量部件而是复杂的。此常规的方向舵脚蹬特别在空间要求、质量和成本方面不是最佳的。此外，此复杂性特别是因为部件之间的大量连接而使得对踏板以及相关联部件的干预和维护操作困难。

因此，此常规解决方案并不完全令人满意。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于飞行器方向舵脚蹬的踏板模块，该踏板模块包括踏板。

根据本发明，所述踏板模块是整体的并且其还包括至少一个集成式调节系统以及使得能够产生踏板模块的可移除连接的连接设备。

以此方式，作为本发明的结果，踏板的功能集成在是整体的单个模块（被称为踏板模块）中。在本发明的上下文中，“整体模块”旨在被理解成按单个零件或完整形式（即，其包括单个物体）的模块。

此外，踏板模块可以以可移除方式连接到方向舵脚蹬的其余部分。因此，每一踏板获得单个踏板模块，并且单个踏板模块可以容易地从方向舵脚蹬断开。这使得能够简化和促进此踏板模块的替换，并且因此使得能够克服上述缺点。

在优选实施例中，踏板模块还包括集成式制动系统。因此，踏板模块集成与对应踏板关联的所有功能。

有利地，制动系统包括位置传感器，所述位置传感器被构造成测量踏板在制动动作期间的旋转。优选地，位置传感器安装在第一壳体中，所述第一壳体布置在踏板的下部部分中。

此外，有利地，调节系统能够被控制并且被构造成使得能够调节踏板的倾斜角度。为此，调节系统有利地包括能够被控制的齿轮传动马达。

在具体实施例中，调节系统还包括能够通过齿轮传动马达旋转的螺杆，所述螺杆作用在螺母上，所述螺母被构造成在螺杆的旋转期间使曲拐倾斜，所述曲拐设置有辊轮，所述辊轮被布置成与形成在踏板上的辊轮轨道接触并且在曲拐倾斜时推动踏板以便修改其倾度。

优选地，齿轮传动马达安装在第二壳体中，所述第二壳体布置在踏板的下部部分中。

此外，在具体实施例中，踏板设置有提供通向第一和第二壳体中的至少一者的入口的至少一个接近舱口，所述接近舱口布置在踏板的支撑面上，所述踏板旨在充当飞行员的脚的支撑件。

在此具体实施例中，踏板模块优选地包括至少一个自动抽出系统，所述自动抽出系统被构造成在此壳体的接近舱口打开的情况下自动抽出安装在（第一或第二）壳体中的元件（例如，位置传感器或齿轮传动马达）。

此外，踏板模块有利地包括踏板可旋转地安装在其上的中空整体载架结构。

此外，踏板模块有利地包括布置在踏板和载架结构之间的保护波纹管。

本发明还涉及一种包括如上文详细说明的至少一个踏板模块的方向舵脚蹬。

在优选实施例中，所述方向舵脚蹬包括至少一个中央模块和两个此类踏板模块，所述踏板模块布置在中央模块的一侧和另一侧处，踏板模块中的每一者布置在中央模块的相关联侧向面上。

此外，在具体实施例中，中央模块在这些侧向面中的每一者上设置有导轨，所述导轨被构造成与循环滚珠轴承轨道配合，所述循环滚珠轴承轨道固定到相关联的踏板模块并且形成连接设备的一部分。

此外，有利地，中央模块在所述侧向面中的每一者上设置有臂，所述臂中的每一者以铰接方式连接到对应踏板模块的推杆，所述臂和推杆被构造成确保踏板模块的踏板的移动的传输。

本发明还涉及一种设置有如上文详细说明的至少一个踏板模块和/或至少一个方向舵脚蹬的飞行器、特别是运输机。

附图说明

附图将提供对可以如何执行本发明的良好理解。在这些图中，相同参考编号指代类似元件。更具体来说：

-图1是地面上的飞行器的侧向视图，其包括根据本发明的实施例的方向舵脚蹬；

-图2是面向前方的方向舵脚蹬的透视图；

-图3和图4分别是方向舵脚蹬面向后方和前方的透视图，其踏板模块由中央模块分开；

-图5是类似于图2的图，其中透明地示出壁，以便显示布置在方向舵脚蹬内部的元件；

-图6和图7是显示设置有制动系统的踏板的透视图；

-图8是使得能够显示相关联踏板的可能倾度的踏板模块的侧向示意图；

-图9和图10是透视图，其示出显示在部分示出的踏板上的调节系统的主要元件；

-图11和图12分别是设置有调节系统的踏板的侧向视图和透视图；并且

-图13和图14分别是面向后方和前方的透视图，其显示设置有制动系统和调节系统两者的踏板。

具体实施方式

图1显示飞行器ac，在此情况下为运输机，其包括根据本发明的方向舵脚蹬1布置在其中的驾驶舱2（如在此图1中非常示意性地示出）。飞行器ac还在飞行器ac的主起落装置的轮5的区中包括方向舵单元3和制动器4。

图2显示方向舵脚蹬1的优选实施例。

此方向舵脚蹬1旨在集成在飞行器ac的驾驶舱2的底板（未示出）中。

在本发明的上下文中，方向“后方”和“前方”是相对于飞行器ac的纵向方向定义的，即，“前方”（如图2中由箭头e1示出）沿飞行器ac的飞行（或移动）方向朝向飞行器ac的前方（沿图1中箭头e2的方向），并且“后方”（如图2中由箭头e3示出）沿与飞行器ac的飞行（或移动）方向相反的方向朝向飞行器ac的后方。

此外，在本发明的上下文中，术语“下部”、“上部”、“低”和“高”是在正交于飞行器的水平面p（由被称为纵向的方向和称为侧向的方向限定）的垂直方向z上定义的，平面p与驾驶舱的底板（未示出）平行，如图2中示出。

更具体来说：

-沿着飞行器的纵向轴线定义纵向方向；

-垂直方向z与纵向方向形成一平面，该平面被称为垂直的并且与飞行器的垂直对称平面平行；并且

-侧向方向正交于纵向方向和垂直方向，侧向方向与纵向方向形成平面p，该平面p与驾驶舱2的底板平行。

按常规方式，飞行器ac的方向舵脚蹬1是控制构件，其使得飞行员能够控制方向舵单元3（图1）以便在飞行期间对飞行器ac的偏航轴线起作用，并且还当飞行器ac在地面上移动时确保飞行器ac的制动，如下文所述阐述。

旨在用于常规运输机的方向舵脚蹬1包括致动组件6（示出在图2中），致动组件6能够由飞行员（例如，飞行器的主飞行员或副飞行员）致动。为此，方向舵脚蹬1包括一对踏板。此对踏板7包括分别旨在由飞行员的两个（左右）脚致动的两个踏板8a和8b。

对于由两个飞行员控制的飞行器，方向舵脚蹬1包括两个致动组件6（诸如例如图2的致动组件），其按常规方式被构造成使得旨在用于其中一个飞行员（例如副飞行员）的踏板始终处于与旨在用于另一飞行员（例如主飞行员）的那些踏板相同的位置。

特别如图2至图4中示出，方向舵脚蹬1包括中央模块9和两个踏板模块10a和10b，踏板模块10a和10b中的每一者设置有单个踏板8a和8b。踏板模块10a和10b布置在中央模块9的一侧和另一侧处。踏板模块10a（设置有踏板8a）布置在中央模块9的侧向面13（图3）上，并且踏板模块10b（设置有踏板8b）布置在中央模块9的侧向面14上。

根据本发明，方向舵脚蹬1的踏板模块10a和10b中的每一者是整体的，即，其按单个零件生产并且是整体式的（对应于单个物体）。

此外，除相关联踏板8a、8b以外，踏板模块10a和10b中的每一者包括下文阐述的集成式调节系统11（图9至图12）以及使得能够产生踏板模块10a、10b相对于中央模块9的可移除固定的连接设备12。

以此方式，如下文所阐述，踏板8a、8b的所有功能都集成在单个模块（被称为踏板模块10a、10b，其是整体的）中。

此外，踏板模块10a、10b可以以可移除方式连接到方向舵脚蹬1的其余部分、并且特定连接到中央模块9。因此，每一踏板8a、8b获得单个踏板模块10a、10b，并且单个踏板模块10a、10b可以容易从方向舵脚蹬1断开。此特别使得能够简化和促进此踏板模块10a、10b的处理和替换。

在优选实施例中，中央模块9在侧向面13和14中的每一者上设置有两个导轨15（其各自设置有滚动路径16），如在图3和图4中特别示出。

这些导轨15彼此平行地布置在侧向面13和14中的每一者上，一个在中央模块9的底部处，另一个在中央模块9的顶部处。

这些导轨15被构造成与循环滚珠轴承轨道17配合。这些轨道17固定到相关联的踏板模块10a、10b并且被构造成能够沿导轨15的滚动路径16移动。这些轨道17形成踏板模块10a、10b的连接设备12的一部分。

在图2至图4中示出的具体实施例中，中央模块9包括下部基部模块18和上部辅助模块19。辅助模块19（或电动模块）优选地以可移除方式布置在基部模块18上。如图5中示出，其以透明方式显示中央模块9的基部模块18和辅助模块19，中央模块9设置有多个部件、特别是电子部件，其旨在用于方向舵脚蹬1的操作并且在图5中通常用参考编号20标识。

此外，中央模块9在侧向面13和14中的每一者上设置有臂21，如图2和图4中示出。臂21中的每一者通过螺杆22（图2）以铰接方式连接到对应踏板模块10a、10b的推杆23。对于每一踏板模块10a、10b，臂21和推杆23被构造成确保踏板模块10a、10b的踏板的移动（沿图2中由箭头f示出的方向）到整个方向舵脚蹬1的传输。

由于连接系统24由设置在每一踏板模块10a、10b的连接设备12和配合导轨15上形成，因此每一踏板模块10a、10b可以在对应踏板8b通过飞行员的脚（未示出）针对转向指令的致动（如由箭头b示出）期间朝向前方或后方移动（沿由图2中针对踏板模块10b的箭头f示出的方向）。

踏板模块10b沿箭头f（图2）的方向在一个方向或另一方向上的移动根据移动方向实现臂21在两个端部位置21a和21b之间的部分旋转（由图4中的双头箭头α示出）。

因此，臂21通过此部分旋转传输由踏板通过飞行员的致动产生的转向指令移动。传感器或机械设备按常规方式将表示臂21的旋转的机械控制转换成电信号。然后，按常规方式将此电信号传输到方向舵单元3的转向系统（未示出）以便控制飞行器ac的转向（图1）。

连接系统24进一步实现踏板模块10a、10b从中央模块9的容易且快速抽出，踏板模块10a、10b以可移除方式安装在中央模块9上。

此抽出操作可能是必需的，特别是为了替换有缺陷的踏板模块10a、10b。此操作还可以被实现成通过例如设置在侧向面13和14上的接近舱口（未示出）接近中央模块9的内部部件，例如部件20（图5）。

例如踏板模块10b从图2中示出的位置的此抽出操作使用以下步骤按非常简单且快速方式执行：

-拆卸将踏板模块10b的推杆23连接到中央模块9的臂21的螺杆22；以及

-通过使踏板模块10b通过滑道17在中央模块9的导轨15上滚动而沿箭头e3（图2）的方向抽出踏板模块10b。完全抽出示出在图4中。

此外，每一踏板模块10a、10b包括对应踏板8a、8b以旋转方式安装在其上的载架结构25。此载架结构25确保踏板8a、8b的旋转可动性。

此载架结构25是整体的。此外，其是中空的，这特别使得能够降低其质量。

此外，每一踏板模块10a、10b设置有保护波纹管26，保护波纹管26布置在踏板8a、8b和载架结构25之间。

此保护波纹管26旨在用于保护踏板模块10a、10b的敏感元件免受任何污染。

此外，在优选实施例中，每一踏板模块10a、10b还包括用于踏板8b的集成式制动系统27，示出在图6和图7中。踏板8a的制动系统与踏板8b的下文所述制动系统相同。

针对制动指令，踏板8b被安装成在围绕旋转轴线28的旋转方面可移动。此旋转轴线28沿底板的方向位于顶部处（靠近于踏板8b的下端29b）。以此方式，当飞行员在踏板8b的上端29a的区中用其脚按压踏板8b（箭头h）时，踏板8b围绕旋转轴线28枢转并且在相关联致动器30（或功能连接杆）上产生动作，示出在图5中。制动系统27还包括在致动器30外部的力检测弹簧31。

制动系统27还包括位置传感器32（图6），位置传感器32被构造成测量踏板8b在制动动作期间的旋转。

位置传感器32是多通道旋转传感器（电感式、电阻式等等），其被构造成确定踏板8b在制动阶段期间（围绕旋转轴线28）的旋转并将其作为制动指令传输到调节系统（未示出）。

为此，制动系统27包括传动装置33a（示意性地且透明地示出在图6中），其与旋转轴线28相关联并且作用在传动装置33b上（也示意性地且透明地示出在图6中），从而围绕旋转轴线34产生旋转，该旋转由位置传感器32测量。

因此，在踏板8b沿箭头h示出的方向的致动期间，踏板8b围绕轴线28旋转。通过配合传动装置组件33a和33b传输的此旋转由位置传感器32测量。

在优选实施例中，位置传感器32安装在壳体35中（示出在图7中），壳体35设置在踏板8b的下部部分（端部29b）中。

位置传感器32在踏板8b的下部部分处的此定位在此部件故障的情况下实现此部件的快速抽出（通过后部）。

此外，在具体实施例中，每一踏板（诸如图7中示出的踏板8b）设置有接近舱口36。此接近舱口36使得能够进入壳体35。接近舱口36布置在踏板8b的后部（支撑）面37上，考虑到踏板8b的致动，踏板8b旨在充当飞行员的脚的支撑件。

在此具体实施例中，踏板模块10a、10b优选地包括自动抽出系统（未示出）。此自动抽出系统被构造成在壳体25的接近舱口36打开的情况下例如通过存在于机架上的常规的电连接产生安装在壳体25中的位置传感器32的自动抽出。

以此方式，一旦接近舱口36打开，位置传感器32便从其壳体35自动抽出，如图7中示出。然后，操作员仅需要抓住其，例如，以便在其有缺陷时用起作用传感器替换其。

此外，方向舵脚蹬1的每一踏板模块10a、10b包括调节系统11，如图9至图12中示出。此调节系统11被构造成围绕点o相对于图8中的轴线38示出的倾度实现对应踏板8a、8b的倾斜角度ß的调节。

为此，调节系统11包括齿轮传动马达39，齿轮传动马达39能够由电子控制单元52控制（下文参考图9详细阐述）。

在图9至图12中示出的具体实施例中，调节系统11包括螺杆40，螺杆40能够通过成角度传动装置41通过齿轮传动马达39旋转。螺杆40作用在螺母4上，螺母42被构造成在螺杆40旋转时使曲拐43倾斜。曲拐43设置有辊轮44，辊轮44被布置成与形成在踏板8b的前部面46上的辊轮轨道45接触（图13）并且在曲拐43倾斜时推动踏板8b以便修改其倾度。

调节系统11还包括复位弹簧（未示出），其旨在用于确保辊轮44在辊轮轨道45上的永久接触。

因此，此调节系统11能够实现以下调节方法：

-由操作员通过控制单元52产生的电动调节指令推动齿轮传动马达39，齿轮传动马达39围绕轴线47旋转，如图9中示出并且如由双头箭头48示出；

-齿轮传动马达39通过成角度传动装置41使螺杆40旋转，如由双头箭头49示出；

-螺杆40在下部部分处被阻挡，其旋转实现螺母42的移动，这具有使曲拐43倾斜的效果，如由双头箭头50示出；

-在倾斜期间，曲拐43的自由端沿圆弧运动，并且使辊轮44相对于踏板8b移动，如由双头箭头51示出；

-辊轮44在踏板8b的辊轮轨道45上行进并且推动踏板8b，这形成踏板8b围绕其旋转轴线28的旋转移动。

调节系统11是独立的电气系统，其由方向舵脚蹬1的用户直接控制。

因此，调节系统11使得能够修改相关联踏板的中性倾度。踏板的中性倾度是当飞行员未按压踏板时踏板的倾度。因此，此调节系统11使得倾度能够适于将必须使用其的飞行员的大小。

在未来驾驶舱架构中，设想根据飞行员的形态（主要是手臂的长度）在仪表板上使用触摸屏并且在这些屏幕上使用工作人体工程学。至今，飞行员被定位在驾驶舱的精确位置处，而不管其大小如何。往后，预计飞行员将根据其大小定位（在距屏幕给定距离处，以便确保良好工作人体工程学），并且其眼睛将沿着唯一确定的线定位。此发展的结果在于，在高大飞行员和矮小飞行员之间，其脚的定位之间的距离相对于通常定位减少一半。因此，常规的方向舵脚蹬与此定位飞行员的方法不兼容，因为其并不确保踏板根据用户的大小相对于用户的脚的最佳定位角度。此效果由以下事实放大：新一代飞行员具有甚至大于当前一代的大小差异。如上所述，调节系统11使得能够克服此缺点。

作为说明，通过调节系统11获得的踏板8a、8b的倾斜角度ß的变化补充大约为(+/-5°)。如有需要，此值可以更大。

获得的主要优点是：

-因踏板8a、8b的更大角度变化导致的更好舒适性；以及

-如果需要，方向舵脚蹬1的左踏板10b和右踏板10a之间的差异调节的可能性。

此外，由于调节系统11优选地通过电气调节的机动化（齿轮传动马达39），飞行员不必手动执行踏板的位置的调节。这使得能够减少他/她的工作量并且在他/她执行他/她的工作时与引航站的关系的情况下增加他/她的舒适度。

调节系统11设置有控制单元52，控制单元52被构造成控制调节系统11的可控机动化（齿轮传动马达39），如图9中通过用点划线表示的连接件55非常示意性地示出。控制单元52激活调节系统11的操作，使得其沿一个或另一可能方向产生踏板8a、8b的移动。

在简化实施例中，控制单元52包括能够由操作员激活的控制元件。其可以是按钮或另一机械构件。控制元件还可以是远程控制单元，其使得能够例如当飞行员坐在他/她的座椅上在特别与他/她的视野相关的适当位置中时远程控制调节系统11。

此外，在一变型中或另外，控制单元52可以包括自动调节系统，该自动调节系统包括存储器，此存储器包含踏板的预先确定的位置的列表。自动调节系统被构造成能够自动将踏板移动到该列表中预先确定的位置中的已经选择的一者。此选择由飞行员通过旋转按钮或任何其他选择装置或者通过远程控制单元产生。在有利变型中，控制单元还包括被构造成辨识至少一个特定飞行员的飞行员辨识系统。在此情况下，自动调节系统被构造成将踏板移动到与因此由飞行员辨识系统识别的飞行员相关联的预先确定的位置中。

在优选实施例中，调节系统11的齿轮传动马达39安装在壳体53中（如图14中示出），壳体53设置在踏板8b的下部部分中。在图13和图14的实施例中，位置传感器32和齿轮传动马达39安装在两个相邻的壳体35和53中。

齿轮传动马达39在踏板8b的下部部分处的此定位在此部件故障的情况下实现此部件的快速抽出（通过后部）。

此外，在具体实施例中，每一踏板按与图14中示出的踏板8b相同的方式设置有接近舱口54。此接近舱口54提供通向壳体53的入口。接近舱口54布置在踏板8b的后部（支撑）面37上，考虑到踏板8b的致动，踏板8b旨在充当飞行员的脚的支撑件。

在此具体实施例中，踏板模块10a、10b优选地包括自动抽出系统（未示出）。此自动抽出系统被构造成在壳体53的接近舱口54打开的情况下例如通过存在于机架上的常规的电连接产生安装在壳体53中的齿轮传动马达39的自动抽出。

以此方式，一旦接近舱口54打开，齿轮传动马达39便从其壳体53自动抽出，如图14中示出。然后，操作员仅需要抓住其，例如，以便在其有缺陷时用起作用齿轮传动马达替换其。

如上所述，踏板模块10a、10b特别具有以下特征：

-踏板模块组件10a、10b的移动性，其由循环滚珠轴承轨道17确保，循环滚珠轴承轨道17与直接安装在中央模块9上的（短直线）导轨15配合；

-踏板模块组件10a、10b的非常快速拆卸，其特别用于维护操作；

-所有制动功能在踏板模块10a、10b中的集成；

-整体的载架结构25；

-通过保护波纹管26（整体）防污剂对敏感元件的保护；以及

-组件的快速抽出的可能性，这需要快速维护能力（位置传感器32、齿轮传动马达39）。

如上所述，因此，踏板模块10a、10b和方向舵脚蹬1具有许多优点。特定来说：

-其是紧凑的；

-其是简单的；

-其是轻质的；

-可以根据部件的性质以优化方式容易地维护其；

-其是稳健的；以及

-其具有降低的成本。