一种电子式抗荷服调压机构的制作方法

本发明属于飞行员生命保障技术，涉及对一种机械式抗荷服调压机构的改进。

背景技术：

随着高性能飞机的发展，飞行中过载持续时间和过载值逐渐加大，为了提高人体对+GZ的耐力，通过抗荷服调压机构对人体表服装加压从而减轻过载对人体的影响程度，为飞机高机动飞行提供了保障。目前的机械式抗荷服调压机构，如：“某型航空抗荷调压机构的Simulink仿真及分析”，万玉琴，赵竞全，《中国科技信息》，2010,(12)。这篇文章介绍了一种机械式抗荷服调压机构，参见图1，它由壳体(1)、安装在壳体(1)内的摇杆活门和安装在壳体(1)外面的配重活门组成；在壳体(1)上有进气口(1a)和出气口(1b)；在壳体(1)内部靠近上表面的位置有一个控制膜片腔，在控制膜片腔的左下方有一个摇杆活门下弹簧腔(5)，摇杆活门由摇杆活门上弹簧(13)、控制膜片(11)、摇杆(8)、平板活门(6)和摇杆活门下弹簧(4)组成，控制膜片(11)安装在控制膜片腔内，将控制膜片腔分隔为控制膜片上腔(12)和控制膜片下腔(10)两部分，摇杆活门上弹簧(13)位于控制膜片上腔(12)内，摇杆活门上弹簧(13)的下端顶住控制膜片(11)的上表面中部，在控制膜片下腔(10)和摇杆活门下弹簧腔(5)之间有一个第一贯通孔(7)，该第一贯通孔位于摇杆活门下弹簧腔(5)内的端口周围有平板活门座，平板活门(6)的上表面与平板活门座贴合，摇杆活门下弹簧(4)位于摇杆活门下弹簧腔(5)内，摇杆活门下弹簧(4)的上端顶住平板活门(6)的下表面，摇杆(8)的上端顶住控制膜片(11)下表面的中心，摇杆(8)的下端穿过第一贯通孔(7)后与平板活门(6)上表面的中心连接为整体，出气口(1b)通过第二贯通孔(9)与控制膜片下腔(10)连通；进气口(1a)为进气通路(2)的入口，进气通路(2)通过第一内通路(3)与摇杆活门下弹簧腔(5)连通，同时，进气通路(2)通过定径孔(23)和第二内通路(22)与控制膜片上腔(12)连通；配重活门包括配重活门壳体(17)、配重弹簧(15)、钢球(16)、钢球弹簧(20)和配重(18)组成，配重活门壳体(17)通过螺钉(21)固定在壳体(1)的上表面上，在配重活门壳体(17)有贯通配重活门壳体(17)侧壁的通气孔(19)，在配重活门壳体(17)和控制膜片上腔(12)之间有一个第三贯通孔(14)，在第三贯通孔(14)的上端口处有配重活门座，钢球(16)的下部顶住配重活门座的上端口，钢球弹簧(20)的下端顶住钢球(16)的上部，配重弹簧(15)套在钢球弹簧(20)的外面，配重弹簧(15)的下端顶住壳体(1)的上表面，圆柱形的配重(18)位于配重活门壳体(17)圆柱形内腔的上部，配重(18)与配重活门壳体(17)的内腔保持滑动配合，配重弹簧(15)和钢球弹簧(20)的上端顶住配重(18)的下表面。

上述抗荷服调压机构的工作原理是：在进气口1a无压力情况下，摇杆活门上弹簧13压迫控制膜片11向下，并通过摇杆8打开平板活门6。当有气体通过进气口1a进入调压机构，气体沿着进气通路2，经过第一内通路3，并在接通瞬间通过开启的平板活门6，进入控制膜片下腔10，通过第二贯通孔9，沿出气口1b向抗荷服输出。与此同时，来自进气通路2的气体，经过定径孔23和第二内通路22进入控制膜片上腔12，从那儿打开钢球16泄放到大气中。随着气体向抗荷服充气，当压力达到0.198kPa～1.18kPa时，控制膜片11克服弹簧13的力向上运动而离开摇杆8，在摇杆活门下弹簧4的作用下，平板活门6关闭，停止向抗荷服供气。这样，在地面条件和过载小于1.75G的过载时，配重18在惯性力的作用下，克服配重弹簧15和钢球弹簧20的力向下移动，钢球16关闭在配重活门座上，通过定径孔23和第二内通路22的气体将控制膜片上腔12压力提高至与钢球16上作用的力相当为止。这样，在控制膜片上腔12自动保持着与过载值成正比的压力。随着过载大于1.75G的过载时，控制膜片上腔12压力的增加，在控制膜片上腔12压力作用下，控制膜片11被压弯，并通过摇杆8打开平板活门6，气体经过第二贯通孔9，沿出气口1b向抗荷服输出，直到控制膜片下腔10内的压力等于控制膜片上腔12的压力时才停止输出，控制膜片11恢复中立位置并离开摇杆8，平板活门6关闭，抗荷服的压力值达到与过载值成正比的压力值，完成调压过程。

上述抗荷服调压机构的缺点是：由于过载值与抗荷服的压力值的对应关系，对配重的质量有严格的要求，装配难度大；响应速度慢，调压误差大，无法满足高机动作战下飞行员生命保障的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是：提出一种装配难度小、响应速度快、调压精度高的飞行员抗荷服调压机构，以满足高机动作战下飞行员生命保障的要求；同时在系统断电情况下，抗荷服调压机构仍能正常工作。

本发明的技术方案是：一种电子式飞行员抗荷服调压机构，它由壳体1、安装在壳体1内的摇杆活门和安装在壳体1外面的配重活门组成；在壳体1上有进气口1a和出气口1b；在壳体1内部靠近上表面的位置有一个控制膜片腔，在控制膜片腔的左下方有一个摇杆活门下弹簧腔5，摇杆活门由摇杆活门上弹簧13、控制膜片11、摇杆8、平板活门6和摇杆活门下弹簧4组成，控制膜片11安装在控制膜片腔内，将控制膜片腔分隔为控制膜片上腔12和控制膜片下腔10两部分，摇杆活门上弹簧13位于控制膜片上腔12内，摇杆活门上弹簧13的下端顶住控制膜片11的上表面中部，在控制膜片下腔10和摇杆活门下弹簧腔5之间有一个第一贯通孔7，该第一贯通孔位于摇杆活门下弹簧腔5内的端口周围有平板活门座，平板活门6的上表面与平板活门座贴合，摇杆活门下弹簧4位于摇杆活门下弹簧腔5内，摇杆活门下弹簧4的上端顶住平板活门6的下表面，摇杆8的上端顶住控制膜片11下表面的中心，摇杆8的下端穿过第一贯通孔7后与平板活门6上表面的中心连接为整体，出气口1b通过第二贯通孔9与控制膜片下腔10连通；进气口1a为进气通路2的入口，进气通路2通过第一内通路3与摇杆活门下弹簧腔5连通，同时，进气通路2通过定径孔23和第二内通路22与控制膜片上腔12连通；配重活门包括配重活门壳体17、配重弹簧15、钢球16和钢球弹簧20，配重活门壳体17通过螺钉21固定在壳体1的上表面上，在配重活门壳体17上有贯通配重活门壳体17侧壁的通气孔19，在配重活门壳体17和控制膜片上腔12之间有一个第三贯通孔14，在第三贯通孔14的上端口处有配重活门座，钢球16的下部顶住配重活门座的上端口，钢球弹簧20的下端顶住钢球16的上部，配重弹簧15套在钢球弹簧20的外面，配重弹簧15的下端顶住壳体1的上表面；其特征在于：在配重活门壳体17的内腔中安装有一个音圈电机，它由音圈电机壳体24和音圈电机动子26组成，音圈电机壳体24的上表面通过螺钉25固定在配重活门壳体17内腔的上表面上，钢球弹簧20和配重弹簧13的上端顶住音圈电机动子26的下表面，音圈电机的引出线从配重活门壳体17上的引线孔穿出。

本发明的优点是：提出了一种装配难度小、响应速度快、调压精度高的飞行员抗荷服调压机构，满足了高机动作战下飞行员生命保障的要求；同时在系统断电情况下，抗荷服调压机构仍能正常工作。

附图说明

图1是目前的一种机械式抗荷服调压机构的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种电子式飞行员抗荷服调压机构，它由壳体1、安装在壳体1内的摇杆活门和安装在壳体1外面的配重活门组成；在壳体1上有进气口1a和出气口1b；在壳体1内部靠近上表面的位置有一个控制膜片腔，在控制膜片腔的左下方有一个摇杆活门下弹簧腔5，摇杆活门由摇杆活门上弹簧13、控制膜片11、摇杆8、平板活门6和摇杆活门下弹簧4组成，控制膜片11安装在控制膜片腔内，将控制膜片腔分隔为控制膜片上腔12和控制膜片下腔10两部分，摇杆活门上弹簧13位于控制膜片上腔12内，摇杆活门上弹簧13的下端顶住控制膜片11的上表面中部，在控制膜片下腔10和摇杆活门下弹簧腔5之间有一个第一贯通孔7，该第一贯通孔位于摇杆活门下弹簧腔5内的端口周围有平板活门座，平板活门6的上表面与平板活门座贴合，摇杆活门下弹簧4位于摇杆活门下弹簧腔5内，摇杆活门下弹簧4的上端顶住平板活门6的下表面，摇杆8的上端顶住控制膜片11下表面的中心，摇杆8的下端穿过第一贯通孔7后与平板活门6上表面的中心连接为整体，出气口1b通过第二贯通孔9与控制膜片下腔10连通；进气口1a为进气通路2的入口，进气通路2通过第一内通路3与摇杆活门下弹簧腔5连通，同时，进气通路2通过定径孔23和第二内通路22与控制膜片上腔12连通；配重活门包括配重活门壳体17、配重弹簧15、钢球16和钢球弹簧20，配重活门壳体17通过螺钉21固定在壳体1的上表面上，在配重活门壳体17上有贯通配重活门壳体17侧壁的通气孔19，在配重活门壳体17和控制膜片上腔12之间有一个第三贯通孔14，在第三贯通孔14的上端口处有配重活门座，钢球16的下部顶住配重活门座的上端口，钢球弹簧20的下端顶住钢球16的上部，配重弹簧15套在钢球弹簧20的外面，配重弹簧15的下端顶住壳体1的上表面；其特征在于：在配重活门壳体17的内腔中安装有一个音圈电机，它由音圈电机壳体24和音圈电机动子26组成，音圈电机壳体24的上表面通过螺钉25固定在配重活门壳体17内腔的上表面上，钢球弹簧20和配重弹簧13的上端顶住音圈电机动子26的下表面，音圈电机的引出线从配重活门壳体17上的引线孔穿出。

本发明的工作原理是：通过采集高度传感器和加速度传感器信号得出抗荷服中需要建立的压力值，通过控制音圈电机动子26的动作来实现配重活门的开、闭，从而达到调节控制膜片上腔12的压力，并将调节控制膜片上腔12的压力值与采集的安装在出气口1b附近的压力传感器压力值信号进行对比判断，使抗荷服内的压力值与过载值相对应，最终完成调压过程。当电源断电或调压机构内部掉电时，音圈电机动子26充当配重，降额实现调压机构的功能，音圈电机动子26质量应与配重质量一致。此时，音圈电机动子26失去电磁力，仅为圆柱形滑块，在地面条件和过载小于1.75G的过载时，音圈电机动子26在惯性力的作用下，克服配重弹簧15和钢球弹簧20的力向下移动，钢球16关闭在配重活门座上，通过定径孔23和第二内通路22的气体将控制膜片上腔12压力提高至与钢球16上作用的力相当为止。这样，在控制膜片上腔12自动保持着与过载值成正比的压力。随着过载大于1.75G的过载时，控制膜片上腔12压力的增加，在控制膜片上腔12压力作用下，控制膜片11被压弯，并通过摇杆8打开平板活门6，气体经过第二贯通孔9，沿出气口1b向抗荷服输出，直到控制膜片下腔10内的压力等于控制膜片上腔12的压力时才停止输出，控制膜片11恢复中立位置并离开摇杆8，平板活门6关闭。抗荷服的压力值达到与过载值成正比的压力值，完成调压过程。

本发明的一个实施例，音圈电机采用成品件，型号为J25SZX01。