[发明专利]一种具有速度限制功能的无源脚蹬操纵阻尼机构

说明书

本发明属于航空技术领域。涉及一种带有速度限制功能的无源脚蹬操纵阻尼机构。在以往的飞机操纵系统中广泛使用摩擦阻尼器或液压阻尼器来改善飞机的飞行品质，阻尼系数无法调整，增加了其研制和生产成本。本发明的无源脚蹬操纵阻尼机构，加速齿轮组的输入轴通过摇臂与脚蹬操纵机构的杆系连接，加速齿轮组的末级齿轮与电机的转轴啮合，该电机内的三相绕组与线路板上整流器Z1的三个输入端连接，整流器Z1的三个输出端连接相同结构的下级电路。使用寿命长，结构简单、紧凑，便于空间布置，阻尼系数可调等一系列优点。此阻尼机构采用了无源设计，无需考虑接口等因素，机上所占空间较小；阻尼系数调整更加方便，并且可以限制飞行员的操纵速度。

技术领域

本发明属于航空技术领域。涉及一种带有速度限制功能的无源脚蹬操纵阻尼机构。

背景技术

使自由振动衰减的各种摩擦和其它阻碍作用，称之为阻尼。阻尼机构，是用以提供运动阻尼，耗减运动能量，是一种对速度反应灵敏的控制装置。

阻尼机构的分类主要有机械阻尼机构、液压阻尼机构和电磁阻尼机构三类。

利用阻尼来吸能减振在航空、航天、汽车等行业中已被广泛应用，在以往的飞机操纵系统中广泛使用摩擦阻尼器或液压阻尼器来改善飞机的飞行品质。

摩擦阻尼，在运动中因摩擦生热而耗散能量。是最原始和最简单的一种机械阻尼方式。但摩擦盘在恒定压力作用下会产生冷粘接或冷凝固的现象，导致摩擦系数改变，从而影响阻尼效果。

液压阻尼，借助特殊阀门控制液压缸活塞移动，以抑制载荷的冲击。具有阻尼力大，动态响应时间短、摩擦阻力小等优点。同时其缺点也显而易见：首先，其采用液压油作为其介质，故在高低温下会导致操纵系统非指令性位移，导致飞控计算机错误信号输出，影响飞机安全。其次，液压阻尼器包含密封圈等结构，密封圈存在老化等问题，密封寿命相比较电磁阻尼器比较短。然后，液压阻尼器在应用过程中经常出现漏油等故障，对飞机驾驶舱操纵环境产生较大影响。最后，其阻尼系数在设计之初就已固定，无法在后续使用过程中进行调整，缺乏灵活性。上述问题造成对产品密封性能有极高要求，密封圈的老化及漏油缩短了产品的使用寿命，高低温下的非指令性位移对飞机的安全飞行造成隐患，阻尼系数的无法调整，增加了其研制、生产成本。

发明内容

本发明的目的是：提出一种新型的带有速度限制功能的无源脚蹬操纵阻尼机构，解决以往采用摩擦阻尼器或液压阻尼器时所带来的弊端。在直升机驾驶员在利用脚蹬操纵系统操纵直升机时，为飞行员提供一定的阻尼力反馈，并且可以通过切换电路切换阻尼系数，达到限制操纵脚蹬速度的目的。

本发明的技术方案是：一种具有速度限制功能的无源脚蹬操纵阻尼机构，该阻尼机构包括固定在壳体内的电机、加速齿轮组和线路板，所述加速齿轮组的输入轴通过摇臂与脚蹬操纵机构的杆系连接，所述加速齿轮组的末级齿轮与所述电机的转轴啮合，该电机内的三相绕组与所述线路板上整流器Z1的三个输入端连接，整流器Z1的三个输出端连接相同结构的下级电路，该下级电路的输入端分为三路，第一路与PNP三极管N1的集电极连接，第二路经过电阻R1和电阻R2后与PNP三极管N1的发射极连接，第三路经过电阻R3后与PNP三极管N1的基级连接，三个下级电路中的电阻R1与所述整流器Z1的三个输出端并联连接。

有利地，所述加速齿轮组包括若干不同齿数的齿轮，齿轮通过轴承固定在壳体上。

有利地，在所述输入轴与轴承之间通过剪切销连接。

有利地，所述电机内的三相绕组通过三根导线与电路板连接。

有利地，所述电阻R2的阻值远小于电阻R1的阻值。

有利地，在阻尼模式下，电机转动产生感应电动势，此时PNP三极管N1未导通，感应电流会使绕子受到安培力，安培力的方向会阻碍绕子的转动，从而达到阻尼作用。感应电流的大小取决于电阻R1。