[实用新型]一种飞机主动侧杆

摘要

本实用新型公开了一种两自由度的飞机主动侧杆，分别控制飞机的俯仰运动和滚转运动。针对机械结构以及硬件组成，其主要由两部分构成，即监控模块和侧杆模块。采用力矩电机加载力的方式，以及行星齿轮减速器的传动方式，可以保证电机输出较大的转矩；通过采用内外框的机械结构保证了主动侧杆在控制飞机的俯仰运动以及滚转运动时，主动侧杆的运动不会发生耦合；通过优化机械结构，大大减轻了主动侧杆系统的重量，同时也大大减轻了主动侧杆系统的体积。采用STM32微控制器、霍尔闭环电流传感器、电阻应变片式杆力传感器、精密旋转式电位器以及增量式编码器，不仅使得系统由较少的硬件组成，提高了系统的稳定性；也大大降低了主动侧杆系统的成本。

主权项

一种飞机主动侧杆，其特征在于，包含驾驶杆、第一微控制单元和第二微控制单元；所述驾驶杆包含壳体、手柄、杆力传感器、杆体、第一轴、第二轴、第一对轴承和第二对轴承；所述第一轴、第二轴采用内外框的形式，第一轴为内框轴，第二轴为外框轴，第一轴能够在第二轴的滑槽滑动；所述壳体为上下开口的矩形，第一对轴承、第二对轴承对应设置在其四壁的中心上；所述第一轴、第二轴分别通过第一对轴承、第二对轴承承载，且两端均伸出所述壳体；所述杆体的下端与第一轴固连，上端与杆力传感器的底部固连，杆力传感器的顶部与手柄固连；所述杆力传感器用于测量飞行员施加在驾驶杆手柄上的力；所述手柄上设有用于切换侧杆的工作模式的切换开关，所述工作模式包含主动模式、随动模式、配平模式以及被动模式；所述第一微控制单元包含第一旋转式电位器、第一齿轮减速器、第一力矩电机、第一编码器、第一微控制器、第一PWM电机驱动模块、第一固态继电器、第一手柄力调制信号电路、第一角位移信号调制电路、和第一电流传感器；所述第一旋转式电位器的输入端与第一轴的一端连接，输出端与第一角位移信号调制电路输入端相连；所述第一齿轮减速器通过法兰盘固定在所述壳体上，输出孔与第一轴的另一端连接，输入孔与第一力矩电机输出轴的一端连接；所述第一编码器的码盘与第一力矩电机输出轴的另一端连接，用于测量第一力矩电机输出轴的转速，并将其传递给所述第一微控制器；所述第一手柄力调制信号电路的输入端与杆力传感器电路电气相连；所述第一PWM电机驱动模块输出端通过第一固态继电器与所述第一力矩电机电气相连；所述第一电流传感器用于感应第一力矩电机的电枢电流，并将其传递给所述第一微控制器；所述第一微控制器分别和第一手柄力调制信号电路的输出端、第一PWM电机驱动模块的输入端、第一固态继电器的控制端、第一角位移信号调制电路的输出端、第一编码器的输出端、第一电流传感器、杆力传感器、以及监控模块电气相连，用于根据获得的杆力传感器在第一轴上的杆力输出信号、第一力矩电机的电枢电流信号、第一角位移信号调制电路的转角信号以及第一力矩电机的转速信号输出PWM波到第一PWM电机驱动模块，控制第一力矩电机的运行，同时通过自身所带的串口功能与监控模块进行串口通信，向监控模块传送侧杆装置的状态信息；所述第二微控制单元包含第二旋转式电位器、第二齿轮减速器、第二力矩电机、第二编码器、第二微控制器、第二PWM电机驱动模块、第二固态继电器、第二角位移信号调制电路、第二手柄力调制信号电路、齿轮减速箱、直角换向器和第二电流传感器；所述第二旋转式电位器的输入端与第二轴的一端连接，输出端与第二角位移信号调制电路输入端相连；所述第二轴的另一端与齿轮减速箱的输入齿轮连接，齿轮减速箱的输出齿轮与直角换向器的输出轴连接；所述直角换向器通过法兰盘固定在所述壳体上，输入端与第二齿轮减速器的输出孔连接；所述第二齿轮减速器通过法兰盘固定在所述壳体上，输入孔与第二力矩电机输出轴的一端连接；所述第二编码器的码盘与第二力矩电机输出轴的另一端连接，用于测量第二力矩电机输出轴的转速，并将其传递给所述第二微控制器；所述第二手柄力调制信号电路的输入端与杆力传感器电路电气相连；所述第二PWM电机驱动模块输出端通过第二固态继电器与所述第二力矩电机电气相连；所述第二电流传感器用于感应第二力矩电机的电枢电流，并将其传递给所述第二微控制器；所述第二微控制器分别和第二手柄力调制信号电路的输出端、第二PWM电机驱动模块的输入端、第二固态继电器的控制端、第二角位移信号调制电路的输出端、第二编码器的输出端、第二电流传感器、杆力传感器、以及监控模块电气相连，用于根据获得的杆力传感器在第二轴上的杆力输出信号、第二力矩电机的电枢电流信号、第二角位移信号调制电路的转角信号以及第二力矩电机的转速信号输出PWM波到第二PWM电机驱动模块，控制第二力矩电机的运行，同时通过自身所带的串口功能与监控模块进行串口通信，向监控模块传送侧杆装置的状态信息。