一种操作及控制集成的机内照明系统的制作方法

本发明属于直升机旋翼动平衡领域及飞行安全领域，具体涉及一种操作及控制集成的机内照明系统。

背景技术：

机内照明是为飞行员提供操作控制信息的照明、舱内的环境照明以及应急状态下的辅助照明。主要分为驾驶舱主照明、局部照明和泛光照明。以往的直升机机内照明设计，是将驾驶舱主照明的调光采用左、右仪表板、中央操纵台及上部操纵台的亮度控制盒分散配置进行控制，而驾驶舱顶灯控制开关、客舱顶灯控制开关也是分散布置在电气开关板上。这样的设计成品数量多，重量大，接线复杂，操作困难。

技术实现要素：

鉴于上述问题，机内照明集成控制可以解决以上不足，机内照明所有控制开关都集中在机内照明控制盒上进行控制，这样成品数量减少，重量减轻，方便了飞行员操作，大大提高了人机工效。

本发明操作及控制集成的机内照明系统，包括机内照明控制盒以及分别与所述机内照明控制盒电联的驾驶舱顶灯与客舱顶灯，其特征在于，所述机内照明控制盒包括：

调光信号产生模块：至少包括仪表板亮调电位器、操纵台亮调电位器、驾驶舱顶灯亮调电位器以及客舱顶灯的亮调电位器，所述亮调电位器用于反映旋钮信号；

调光信号采集模块：用于采集所述调光信号产生模块的旋钮信号；

调光信号处理模块：对采集到的的亮度信号经过滤波处理后生成相应占空比的PWM调光控制信号并传递给调光信号实现模块；

调光信号实现模块：包括驱动电路单元，对PWM调光控制信号放大处理，生成驱动电源实现仪表板、操纵台、驾驶舱顶灯以及客舱顶灯的亮度调节，同时所述驱动电路单元还接收客舱顶灯的光色模式选择信号，并根据客舱顶灯的光色模式选择信号控制所述客舱顶灯的光色；

电源供应单元，为所述调光信号采集模块、调光信号处理模块以及调光信号实现模块供电。

优选的是，所述调光信号采集模块用于采集信号包括仪表板左边调节旋钮信号，仪表板右边调节旋钮信号，中央操纵台调节旋钮信号，上不操纵台调节旋钮信号，驾驶车顶灯调节旋钮信号以及客舱顶灯调节旋钮信号。

上述方案中优选的是，所述调光信号采集模块包括设置在所述照明控制盒中的驱动电路单元，所述驱动电路单元用于采集客舱顶灯的光色模式选择信号。

上述方案中优选的是，所述模光色式信号包括绿光、断开以及白光中的至少一种。

上述方案中优选的是，所述驱动电路接收客舱顶灯的光色模式选择信号后，进一步包括向所述客舱顶灯提供28V电源。

操作及控制集成的机内照明技术突破了原先分部件、分区域控制机内照明设备的传统方式，将所有操作部件和控制功能进行集成，减少了产品的维修成本，减轻了重量，顺应了飞机集成化的趋势，还可应用于其他直升机照明系统设计上。

附图说明

图1为本发明操作及控制集成的机内照明系统的一优选实施方式的系统原理图。

图2为本发明PWM发生模块关闭PWM控制波形示意图。

图3本发明驱动电路原理图。

图4为本发明导光板控制示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明操作及控制集成的机内照明系统，包括机内照明控制盒以及分别与所述机内照明控制盒电联的驾驶舱顶灯与客舱顶灯，所述机内照明控制盒包括：

调光信号产生模块：至少包括仪表板亮调电位器、操纵台亮调电位器、驾驶舱顶灯亮调电位器以及客舱顶灯的亮调电位器，所述亮调电位器用于反映旋钮信号；

调光信号采集模块：用于采集所述调光信号产生模块的旋钮信号；

调光信号处理模块：对采集到的的亮度信号经过滤波处理后生成相应占空比的PWM调光控制信号并传递给调光信号实现模块；

调光信号实现模块：包括驱动电路单元，对PWM调光控制信号放大处理，生成驱动电源实现仪表板、操纵台、驾驶舱顶灯以及客舱顶灯的亮度调节，同时所述驱动电路单元还接收客舱顶灯的光色模式选择信号，并根据客舱顶灯的光色模式选择信号控制所述客舱顶灯的光色；

电源供应单元，为所述调光信号采集模块、调光信号处理模块以及调光信号实现模块供电

可以理解的是，机内照明主要包括机内照明控制盒(集成控制机内照明设备)、驾驶舱顶灯、客舱顶灯等。

机内照明的交联框图如图1所示。从图1可以看出，机内照明控制盒是控制及操作集成的核心部件。其与驾驶舱控制设备导光板、驾驶舱顶灯、客舱顶灯都有交联关系。

控制集成的机内照明技术核心部件是机内照明控制盒。为仪表板左侧、仪表板右侧、中央操纵台及上部操纵台各区域控制设备导光板负载提供照明电源以及亮度控制；为驾驶舱顶灯提供照明电源以及亮度控制；为客舱顶灯提供照明电源，模式(白光/绿光)切换以及亮度调节控制等，这些都由机内照明控制盒来完成。机内照明控制盒采用正常和应急双路供电的形式。在正常汇流条供电的情况下，机内照明控制盒输出给其带的所有负载供电；在应急汇流条供电的情况下，机内照明控制盒只输出给需要应急的照明设备的供电，这样保证了双余度的要求。机内照明控制盒调光控制主要包括调光信号产生、调光信号采集、调光信号处理、调光信号实现等过程。

a)调光信号产生：调光信号由仪表板、操纵台各区域、驾驶舱顶灯、客舱顶灯的亮调电位器产生

b)调光信号采集。图1中的所有信号(左侧)都由机内照明控制盒中的PWM(脉冲调节LED，以前是电压调节灯泡)发生单元采集，同时驱动电路单元也需要采集客舱顶灯(两个)的“绿光/断/白光”的模式选择信号。图像左侧信号主要包括仪表板左边调节旋钮信号，仪表板右边调节旋钮信号，中央操纵台调节旋钮信号，上不操纵台调节旋钮信号，驾驶车顶灯调节旋钮信号以及客舱顶灯调节旋钮信号

c)调光信号处理。PWM发生单元接收每路调光控制旋钮信号，经过滤波处理后生成相应占空比的PWM调光控制信号传递给驱动电路单元。

d)调光信号实现。驱动电路单元接收到导光板、驾驶舱顶灯的PWM控制信号经过放大处理后生成驱动电源实现仪表板、操纵台、驾驶舱顶灯的亮度调节。同时驱动电路接收客舱顶灯“绿光/断/白光”的模式选择信号，在“白光”模式下为舱顶灯白光工作组提供28V电源；在“绿光”模式下接收PWM发声单元产生的PWM控制信号，经放大处理后生成驱动信号实现舱顶灯绿光工作组亮度调节。

机内照明控制盒的电路部分由3部分构成：PWM发生单元、驱动电路单元、电源供应单元。其中驱动电路单元与电源供应单元同在一个印制板部件中。各电路单元的功能如下：

a)PWM发生单元。PWM发生单元由电路母板和调光模块组成。调光模块接收调光旋钮信号，经过滤波平滑处理后生成相应占空比的PWM控制信号传递给驱动电路单元。

b)驱动电路单元。驱动电路单元接收PWM发生单元产生的控制信号，将信号放大后产生驱动电源给负载实现亮度调节；

c)电源供应单元。电源供应单元将机上的电源经过滤波、浪涌保护等处理，输出给其他控制部件。

PWM发生单元设计：

PWM发生单元主要是对调光控制信号进行采集、处理生成亮度调节所需要的PWM控制信号。正常工作时，接收开关信号，控制PWM波形的开启与关闭。当开关开启时，采集调节旋钮的模拟电压信号。经过滤波平滑处理后，根据调节电压生成相应占空比的PWM控制波形。当旋钮关闭时，PWM发生模块关闭PWM控制波形。其工作原理框图见图2。

驱动电路单元设计：

驱动电路主要接收客舱顶灯“绿光/断/白光”的模式选择信号和PWM发生模块提供的控制信号为仪表板、操纵台、舱顶灯提供驱动电源实现亮度调节。电路原理见图3。当调光模块PWM控制信号端口高阻时，Q1关闭。负载无驱动电压，不工作。

当调光模块PWM控制信号端口漏极导通时，Q1导通。驱动电压为28V，负载点亮。

需要说明的是，图3中，DC为直流电源，D1为二极管，DV1为稳压二极管，C1为电容，Q1为MOS管，R1、R2为电阻。

电源供应单元主要为机内照明控制盒各电路提供稳定的工作电压。综合考虑效率和体积因素，使用集成了双路DC-DC的电源模块为PWM发生单元提供15V,5V电源。通过两个二极管组成或门电路将经过处理后的28V正常电源和应急电源并接给DC-DC电源模块供电。这样，只需正常、应急两路电源中的1路正常供电，PWM发生单元即能完成调光控制工作。

本实施例中，为了满足夜视兼容的要求，导光板采用夜视绿A的颜色。但由于夜视绿A的规定的范围比较广，如图4所示(横坐标u，纵坐标v，1976颜色标准)。为了保证颜色的一致性，所有导光板的颜色控制在第4象限的范围内。另外，所有开关都采用导光圈导光、波段旋钮用指示线透光的方式，使得飞行员在夜间模式下能够准确定位开关位置，提高操作的时间和效率。

本实施例中，为了满足夜视兼容的要求，驾驶舱顶灯采用夜视白的颜色。其是一款带印刷导光板、具有亮度调节功能的LED平板照明灯。扩散面板(灯罩)通过在外壳的边缘部分涂覆硅胶粘贴在外壳内；印刷导光板通过在无网点一面的周边涂覆硅胶粘贴在扩散面板上，反光板部件紧贴印刷导光板放置扩散面板通过在外壳的边缘部分涂覆硅胶粘贴在外壳内；印刷导光板通过在无网点一面的周边涂覆硅胶粘贴在扩散面板上，反光板部件紧贴印刷导光板放置；LED光源印制板为铝基板，安装于外壳侧向的凹槽中，LED光源印制板背部涂覆导热硅脂，紧贴外壳边框上，LED光源印制板的中心位于印刷导光板长边方向的中心截面上，且LED光源印制板的光线正向于印刷导光板长边方向两侧侧壁入射；LED光源印制板部件方向的外壳边缘部分留有足够宽度的盖板。该结构的LED光源印制板处在侧投状态下，LED发出的光线从印刷导光板侧边进入，利用全反射的原理，光线沿导光板传递，部分光线到达网点位置发生散射，破坏了原有的全反射，光线从发光面出射。由于材料对光线具有吸收性，所以光线在导光板中传递的过程中光强逐渐变弱，导致整个发光面的出光强度在光线传递方向上逐渐变低，通过在导光板出光面另一面合理布置网点来实现灯具发光面的出光均匀性。然后在LED光源印制板部件方向的外壳边缘部分留有足够宽度的盖板，用于遮挡LED未进入导光板而直接出射的光线，进一步提升了出光面的均匀性。最后通过最外层的扩散面板，以实现出光面亮点隐藏的效果。

本实施例中，客舱顶灯采用夜视绿和航空白的双模式照明，既能满足夜视兼容作战的要求，又能满足在非作战状态下的使用。在航空白的模式，距灯正前方1.2m处的照度不小于102Lx；在夜视绿的模式距顶灯1.2米处照度不小于64Lx。

相比于以往的机内照明控制，将所有的操作开关和对机内照明设备的控制功能都集成在机内照明控制盒中。此外对导光板、驾驶舱顶灯、客舱顶灯的设计和光性能指标进行了改善和优化。

操作及控制集成的机内照明技术突破了原先分部件、分区域控制机内照明设备的传统方式，将所有操作部件和控制功能进行集成，减少了产品的维修成本，减轻了重量，顺应了飞机集成化的趋势，还可应用于其他直升机照明系统设计上。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。