一种微调机构及油门控制系统的制作方法

本发明涉及机械结构传动技术领域，尤其涉及一种微调机构及包括该微调机构的油门控制系统。

背景技术：

航空发动机工作具有功率大、反应迅速等特点，供油量超出预定范围时，容易出现结构损坏，造成非常大的损失。因此在航空发动机试车时要求试车油门控制系统，具有非常高的可靠性和准确度。在航空发动机试车台的油门控制系统中，需要在操控机构中增加微调装置，以精确地控制燃油的供给量，从而精确有效地控制发动机的工作状态。

以往的油门控制系统中的微调机构，是采用齿轮组、阻尼结构、步进电机和光电传感器的组合来实现的。其原理是：光电传感器接收微调旋钮的旋转信号，然后信号驱动步进电机转动，最后带动齿轮组旋转，将转动传递给主轴。齿轮组与微调旋钮在机械结构上不连接，因此，操纵手柄带动齿轮组的转动不会传递给微调旋钮。这种微调机构的原理也是可行的，但存在较多的可靠性问题和使用缺点，主要表现在：微调操作存在失步、超调、摇摆等现象，机构故障多发，结构占用空间较大、稳定性和可靠性不高等。究其原因是结构复杂、传递路径较长、机电交接复杂等。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微调机构及包括该微调机构的油门控制系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种微调机构，其中，所述微调机构包括：操作手柄、传动轴、阻尼结构、单向传动机构、微调旋钮和旋转角度采集模块，操作手柄与所述传动轴的一端连接，所述阻尼结构设置在所述传动轴上，所述单向传动机构与所述阻尼结构连接，所述微调旋钮设置在所述单向传动机构上，所述旋转角度采集模块设置在所述传动轴上，所述微调旋钮旋转时能够带动所述单向传动机构的转动，所述单向传动机构的转动能够通过所述阻尼结构的转动带动所述传动轴的转动，所述传动轴的转动能够带动所述操作手柄的转动，所述旋转角度采集模块用于与控制器通信连接，所述旋转角度采集模块能够将采集到的所述传动轴的转动角度信号发送至所述控制器。

优选地，所述单向传动机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与所述阻尼结构连接，所述蜗杆与所述蜗轮连接，所述微调旋钮设置在所述蜗杆的一端，所述蜗杆能够带动蜗轮转动。

优选地，所述阻尼结构包括外圈部、中间部和内圈部，所述外圈部和所述内圈部通过所述中间部连接，所述外圈部与所述蜗轮固定连接，所述内圈部与所述传动轴固定连接，所述中间部内填充有阻尼材料。

优选地，所述阻尼材料包括硅油。

优选地，所述旋转角度采集模块包括旋转变压器。

作为本发明的第二个方面，提供一种油门控制系统，其中，所述油门控制系统包括控制器和前文所述的微调机构，所述微调机构的旋转角度采集模块与所述控制器通信连接，所述控制器能够对所述旋转角度采集模块采集的转动角度信号进行处理后得到控制信号。

优选地，所述油门控制系统包括驱动器和电机，所述驱动器与所述控制器连接，所述电机与所述驱动器连接，所述电机的输出端能够连接油门开关，所述驱动器能够对所述控制信号进行产生驱动信号，所述电机能够根据所述驱动信号调节所述油门开关。

优选地，所述控制器包括plc控制器。

本发明提供的微调机构，通过设置阻尼结构和单向传动机构，保证了只能通过微调旋钮的转动带动操作手柄的转动，而操作手柄转动时不能带动微调旋钮的调节转动，这种微调机构采用单纯机械传动，与现有技术中的步进电机与光电传感器结合的调节方式相比，稳定性更高，且传动路径短，结构更加紧凑传动更加平稳。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的微调机构的主视图。

图2为本发明提供的微调机构的侧视图。

图3为本发明提供的微调机构的传动路径示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种微调机构，其中，如图1和图2所示，所述微调机构包括：操作手柄1、传动轴2、阻尼结构3、单向传动机构、微调旋钮6和旋转角度采集模块，操作手柄1与所述传动轴2的一端连接，所述阻尼结构3设置在所述传动轴2上，所述单向传动机构与所述阻尼结构3连接，所述微调旋钮6设置在所述单向传动机构上，所述旋转角度采集模块设置在所述传动轴2上，所述微调旋钮6旋转时能够带动所述单向传动机构的转动，所述单向传动机构的转动能够通过所述阻尼结构3的转动带动所述传动轴2的转动，所述传动轴2的转动能够带动所述操作手柄1的转动，所述旋转角度采集模块用于与控制器通信连接，所述旋转角度采集模块能够将采集到的所述传动轴2的转动角度信号发送至所述控制器。

本发明提供的微调机构，通过设置阻尼结构和单向传动机构，保证了只能通过微调旋钮的转动带动操作手柄的转动，而操作手柄转动时不能带动微调旋钮的调节转动，这种微调机构采用单纯机械传动，与现有技术中的步进电机与光电传感器结合的调节方式相比，稳定性更高，且传动路径短，结构更加紧凑传动更加平稳。

具体地，如图1和图2所示，所述单向传动机构包括蜗轮4和蜗杆5，所述蜗轮4与所述阻尼结构3连接，所述蜗杆5与所述蜗轮4连接，所述微调旋钮6设置在所述蜗杆5的一端，所述蜗杆5能够带动蜗轮4转动。

需要说明的是，所述蜗轮4套设在所述传动轴2上，蜗轮4相对于所述传动轴2可以随意转动，并且可以使得两者之间有适当的装配间隙，以保证蜗轮4在能随意转动的同时不出现晃动现象。

应当理解的是，所述蜗轮4和蜗杆5通过齿轮进行啮合，由于所述蜗轮4和蜗杆5具有单向传动、反向“锁死”的功能，也就是蜗杆5可以带动蜗轮4转动，但蜗轮4不能带动蜗杆5转动。这就保证了微调旋钮6能带动操作手柄1转动，但操作手柄1不能带动微调旋钮6转动。

优选地，所述蜗轮4和蜗杆5的两端均有轴承（或轴套）进行支撑。

具体地，作为阻尼结构3的具体实施方式，所述阻尼结构3包括外圈部、中间部和内圈部，所述外圈部和所述内圈部通过所述中间部连接，所述外圈部与所述蜗轮4固定连接，所述内圈部与所述传动轴2固定连接，所述中间部内填充有阻尼材料。

可以理解的是，所述外圈部与所述蜗轮4保持同步，所述内圈部与所述传动轴2保持同步，所述中间部能够产生阻尼，当阻尼结构的外圈部和内圈部发生相对转动时，阻尼结构内部就会产生一定的旋转阻尼力矩。

优选地，所述阻尼材料包括硅油。

优选地，所述旋转角度采集模块包括旋转变压器。

需要说明的是，图1和图2均没有示意所述旋转角度采集模块，所述旋转角度采集模块可以设置在所述传动轴2的任意位置，以不影响正常调节为准。

下面结合图1至图3对本发明提供的微调机构的操作过程中的传动路径进行详细说明。

情形1、当顺时针（或逆时针）转动操作手柄1时，操作手柄1带动传动轴2和阻尼结构3的内圈部同步转动；由于蜗轮4不能将转动传递给蜗杆5，因此蜗杆5和蜗轮4处于“锁死”状态，此时阻尼结构3的外圈部、蜗轮4、蜗杆5和微调旋钮6保持静止不转动；同时由于阻尼结构3的外圈部和内圈部出现相对转动，阻尼结构3内部会产生阻尼力矩，保证操作手柄1在转动过程中的平稳性；当操作手柄1悬停在任意位置时，操作手柄1自身重力产生的力矩不足以克服阻尼结构的最大阻尼力矩，使得操作手柄1保持静止状态。

情形2、正逆向旋转微调旋钮6时，微调旋钮6带动蜗杆5转动；再由蜗杆5将转动传递给蜗轮4，因此蜗轮4和阻尼结构3的外圈部可随着蜗杆5同步转动；此时，阻尼结构3内部的阻尼力矩就会克服操作手柄1自身重力产生的力矩和其他阻力矩，从而带动传动轴2和操作手柄1同步转动。

情形3、当操作手柄1的转动方向和微调旋钮6的转动方向发生冲突（或两者的转动速度不匹配）时，会促使阻尼结构3的外圈部和内圈部之间发生相对转动，从而调和操作手柄1和微调旋转6在转动方向（或转动速度）上冲突，避免结构损坏，保持结构及其功能的完整性。

作为本发明的第二个方面，提供一种油门控制系统，其中，所述油门控制系统包括控制器和前文所述的微调机构，所述微调机构的旋转角度采集模块与所述控制器通信连接，所述控制器能够对所述旋转角度采集模块采集的转动角度信号进行处理后得到控制信号。

本发明提供的油门控制系统，由于采用了前文的微调机构，设置阻尼结构和单向传动机构，保证了只能通过微调旋钮的转动带动操作手柄的转动，而操作手柄转动时不能带动微调旋钮的调节转动，因此，油门控制系统中的微调机构采用单纯机械传动，与现有技术中的步进电机与光电传感器结合的调节方式相比，稳定性更高，且传动路径短，结构更加紧凑传动更加平稳。

具体地，所述油门控制系统包括驱动器和电机，所述驱动器与所述控制器连接，所述电机与所述驱动器连接，所述电机的输出端能够连接油门开关，所述驱动器能够对所述控制信号进行产生驱动信号，所述电机能够根据所述驱动信号调节所述油门开关。

可以理解的是，通过旋转角度采集模块采集微调机构的传动轴的旋转角度，并将采集到的旋转角度的信号发送至控制器，控制器对该旋转角度信息进行处理后得到控制信号，并将该控制信号发送至驱动器，驱动器根据控制信号得到驱动信号，从而驱动电机调节油门开关，实现了油门控制功能。

优选地，所述控制器包括plc控制器。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。