[发明专利]一种防止旋转类多档位开关出现断点的方法

说明书

本发明涉及一种防止旋转类多档位开关出现断点的方法，按下列步骤进行：步骤一：确定动势能转换机构与档位切换机构的同轴串联安装方式；步骤二：确定动势能转换机构的预转动角度θ_储，选用刚度系数为k₁的压簧，确定压簧安装初始力矩M₀，确定压簧安装半径r_簧；步骤三：确定动势能转换机构的设计满足扭矩单调递增，最大扭矩M_储以及弹性势能E_P；步骤四：在档位切换机构上，确定定位数量n，楔形角θ_楔，楔形边对应的转角α，平滑段转角γ，选用n个刚度系数为k₂的压簧。本发明的显著效果：在开关档位之间进行切换时，整体机构力矩始终不为零，能够被动实现相邻档位的瞬时跃变，不依赖于操作人员，不会出现档位间的停留，避免断点。

技术领域

本发明涉及旋转类多档位开关领域，尤其涉及一种防止旋转类多档位开关出现断点的方法。

背景技术

为提高军用飞机作战输出的敏捷响应能力和飞行可靠性，飞行员要求各类飞机具备驾驶舱可靠、安全、舒适、高效和个性化理念实现的能力。随着飞机功能越来越多，驾驶舱内的操纵人机界面越来越复杂，飞行员的脑力工作负荷将会越来越大，其操作响应时间、速率、力觉反馈敏感性等人体指标都会呈现不同程度的降低，尤其在多项功能同时操纵时，降低程度将提升数倍，大大增加了操纵时间。国外对旋转波段操作(4～12个位置，无极运动)类核心器件没有避免出现断点并实现快速跃变的技术，一般采用提高零件加工精度、优化操作力感等方式弥补操作速度慢导致的不足，但是当非常缓慢操纵情况下，仍能出现存在断点、不同步引起的设备故障，对于重要的机上设备故障，如发动机停车、武器无法应急投弃等，引发严重安全事故。在旋转操作(无极)类器件的储能跃变技术的基础研究上，国内外均较为薄弱，现基本为空白。

发明内容

本发明的目的是提供防止旋转类多档位开关出现断点的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种防止旋转类多档位开关出现断点的方法，其特征在于按下列步骤进行：

步骤一：确定动势能转换机构与档位转换机构的串联安装方式，两者处于同轴状态；

步骤二：确定动势能转换机构的储能角度θ_储，选用刚度系数为k₁的压簧，确定压簧安装初始力矩M₀，确定压簧安装半径r_簧；

步骤三：经过合理的限位装置后，确定动势能转换机构的力矩单调递增，最大扭矩M_储以及弹性势能E_P；

压簧的刚度系数k₁由具体的材料、丝径、圈数、中径等确定，在动势能装换机构中对称安装2m(m≥1)个，以形成力偶矩。储能角度θ_储通过开关的结构设计确定，并通过限位结构限制。

步骤四：在档位切换装置上，选择双楔形定位机构，确定定位零件数量n，楔形角θ_楔，楔形边对应的转角α，平滑段转角γ，选用n个刚度系数为k₂的压簧，确定对应的弹簧力F_定。

档位切换装置的双楔形定位机构为燕尾形状，由转动件与直线滑动件配合定位，燕尾槽数量为kn(k≥1)，直线滑动件数量为n。楔形边对应的转角α应小于θ_储，平滑段转角γ应小于θ_储，平滑段采用圆弧结构。

步骤五：确定档位切换时的最大扭矩M_d，以及与动势能转换机构机构形成的扭矩差△M。

当直线滑动件的尖端对应转动件楔形边的终点时，达到了档位切换时的最大扭矩，在此之前动势能转换机构已经达到了最大扭矩，进一步得出扭矩差△M。

步骤六：确定档位切换装置的转动惯量J，在扭矩差下的角加速度β，档位转换时间t。