[实用新型]一种三维方向控制装置

说明书

本实用新型公开了一种三维方向控制装置，包括方向盘、转向机构、姿态控制机构和连接件，姿态控制机构包括球形万向轴、翻滚角输出器和俯仰角输出器，连接件设置于球形万向轴内部，转向机构穿设于连接件内，且转向机构的上端与方向盘固定连接，转向机构的下端设置有左右转向输出杆，翻滚角输出器和俯仰角输出器均设置于球形万向轴的表面上。本实用新型依靠转向机构将控制车辆或飞行器在运行时的方向和姿态的方向盘的方向和姿态传递给球形万向轴，并通过左右转向输出杆控制移动设备的左右转向、通过翻滚角输出器和俯仰角输出器分别控制移动设备的翻滚姿态和俯仰姿态，成功实现了三维方向的控制，并保持了方向、姿态传递的及时性。

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体涉及一种三维方向控制装置。

背景技术

目前空中的飞行器(如飞机等)在运行过程中，只能控制前进方向上的仰俯倾斜角和左右侧的翻滚倾斜角，但是不能控制水平方向上的左右转弯。地面上移动设备在执行地面任务时需要将车头抬起后前倾或左右侧进行侧倾，例如特种车辆，以实现水平方向上的左右转弯，但是不能够完成左右侧的翻滚倾斜和前进方向上的仰俯倾斜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三维方向控制装置，用以解决现有特种车辆和飞行车等移动设备在运行过程中不能够同时控制水平方向上的左右转动方向和前进方向上的仰俯、左右侧的翻滚姿态的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为，提供一种三维方向控制装置，用于控制车辆或飞行器的方向和姿态，所述三维方向控制装置包括方向盘、转向机构、姿态控制机构和连接件，所述姿态控制机构包括球形万向轴、翻滚角输出器和俯仰角输出器，所述连接件设置于所述球形万向轴内部，所述转向机构穿设于所述连接件内，且所述转向机构的上端与所述方向盘固定连接，所述转向机构的下端设置有左右转向输出杆，所述翻滚角输出器和所述俯仰角输出器均设置于所述球形万向轴的表面上；

其中，所述方向盘用于控制车辆或飞行器在运行时的方向和姿态；所述左右转向输出杆用于输出水平方向上所述方向盘的向左或向右转动的角度；所述翻滚角输出器用于输出所述方向盘向左或向右摆动时的翻滚角度；所述俯仰角输出器用于输出所述方向盘前倾或后仰时的仰俯角度。

进一步地，所述转向机构还包括转向轴、转向轴套和联轴器，所述联轴器设置于所述连接件的内部；所述转向轴的上端与所述方向盘固定连接，所述转向轴的下端穿入所述球形万向轴并伸至所述联轴器，所述转向轴的底端通过所述联轴器与所述左右转向输出杆的顶端连接，所述左右转向输出杆的下端穿出所述球形万向轴；所述转向轴套套设于所述转向轴的外侧，所述转向轴套的底端与所述球形万向轴固定连接。

进一步地，所述球形万向轴外套有固定套座。

进一步地，所述联轴器为可伸缩十字轴式联轴器。

进一步地，所述连接件为联轴器轴承。

进一步地，所述转向机构还包括至少一个转向轴承，所述转向轴套与所述转向轴之间通过所述转向轴承连接。

优选地，所述翻滚角输出器为连杆、可变电阻器或电磁式位移传感器。

优选地，所述俯仰角输出器为连杆、可变电阻器或电磁式位移传感器。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型依靠转向机构将控制车辆或飞行器在运行时的方向和姿态的方向盘的方向和姿态传递给球形万向轴，并通过左右转向输出杆控制移动设备的左右转向、通过翻滚角输出器和俯仰角输出器分别控制移动设备的翻滚姿态和俯仰姿态，成功实现了三维方向的控制，并保持了方向、姿态传递的及时性。

附图说明

图1为实施例1提供的三维方向控制装置的结构示意图。

图2为实施例1提供的方向盘向左转动时的转矩传动示意图。