[发明专利]主动反馈用户界面系统及用于其的常平架组件

说明书

技术领域

本发明涉及用户界面系统，更具体的，涉及主动用户界面系统和用于主动用户界面系统的常平架组件。

背景技术

用于将人的动作转换成机器动作的人-机界面在无数个行业中被采用。例如，某些飞机飞行控制系统包括采用一个或多个控制杆形式的人-机界面。该飞行控制系统，响应于驾驶员提供给控制杆的输入力，控制不同的飞机飞行控制面的运动。无论具体的最终用途系统如何，人-机界面优选地包括某些类型的触觉反馈机构，其通过界面给予界面使用者以反馈。该触觉反馈机构可以是被动的、主动的或二者兼有。该界面还通常包括一个或多个装置，例如常平架组件，以便精确的将角位移转化为旋转运动。

在许多情况下，用于将角位置转化为旋转运动的装置相对而言是比较复杂，比较大，比较重和比较昂贵的。因此，需要一种将角位移转化为旋转运动的装置，其相对而言比较简单，比较小，比较轻，比较便宜。本发明的目的在于至少满足这种需求。

发明内容

在一个实施例中，主动反馈用户界面系统包括多个马达，第一输入机构，第二输入机构，用户界面驱动机构和惰轮机构。每个马达设计成当被施加能量时提供绕第一旋转轴线的马达扭矩。第一输入机构设计成绕第一轴线旋转。第一输入机构被连接以接收从多个马达中的第一马达提供的马达扭矩，并设计成基于其的接收量来提供第一输出扭矩。第二输入机构与第一输入机构间隔开安装，并设计成绕第一旋转轴线旋转。第二输入机构被连接以接收从多个马达中的第二马达提供的马达扭矩，并设计成基于其的接收量来提供第二输出扭矩。用户界面驱动机构设计成绕第二旋转轴线旋转，第二旋转轴线与第一旋转轴线共面而相互垂直。用户界面驱动机构被连接以接收分别来自第一输入机构和第二输入机构的第一输出扭矩和第二输出扭矩。惰轮机构与驱动机构间隔开安装，设计成伴随用户界面驱动机构绕第二旋转轴线旋转。第一输入机构和第二输入机构以及驱动机构设计成执行N∶1的减速比，其中N大于1。

在另一个实施例中，用于至少绕翻滚轴线和俯仰轴线可控的交通工具的主动常平架组件，其包括第一马达，第二马达，第一输入机构，第二输入机构，用户界面驱动机构和惰轮机构。第一马达设计成当被施加能量时提供绕翻滚轴线的第一马达扭矩，而第二马达设计成当被施加能量时提供绕翻滚轴线的第二马达扭矩，第一马达和第二马达是相同的马达。第一输入机构设计成绕翻滚轴线旋转。第一输入机构被连接以接收第一马达扭矩，并设计成基于其的接收量来提供第一输出扭矩。第二输入机构与第一输入机构间隔开安装，设计成绕翻滚轴线旋转。第二输入机构被连接以接收第二马达扭矩，并设计成基于其的接收量来提供第二输出扭矩。用户界面驱动机构设计成绕俯仰轴线旋转，用户界面驱动机构被连接以接收分别来自第一输入机构和第二输入机构的第一输出扭矩和第二输出扭矩。惰轮机构与用户界面驱动机构间隔开安装，设计成伴随用户界面驱动机构绕俯仰轴线旋转。常平架组件还设计成执行由第一及第二输入机构到驱动机构的N∶1的减速比。

在另一个实施例中，主动反馈用户界面系统包括用户界面，第一马达，第二马达和常平架组件。用户界面适于接收用户输入力，并设计成响应于用户输入力在旋转方向上绕翻滚轴线和俯仰轴线中的一个或两个旋转，翻滚轴线和俯仰轴线相互垂直。第一马达设计成选择性地提供沿翻滚轴线的第一马达扭矩，第二马达设计成选择性地提供沿翻滚轴线的第二马达扭矩。常平架组件连接用户界面和第一马达，第二马达。常平架组件设计成基于接收到的第一和第二马达扭矩，将第一和第二马达扭矩累加，给用户界面提供与其旋转方向相反的反馈力。常平架组件包括第一输入机构，第二输入机构，用户界面驱动机构和惰轮机构。第一输入机构具有第一有效直径，并设计成绕翻滚轴线转动。第一输入机构被连接以接收来自第一马达的第一马达扭矩，并设计成基于其的接收量来提供第一输出扭矩。第二输入机构与第一输入机构间隔开安装。第二输入机构具有第一有效直径，设计成绕翻滚轴线旋转。第二输入机构被连接以接收来自第二马达的第二马达扭矩，并设计成基于其的接收量来提供第二输出扭矩。用户界面驱动机构具有第二有效直径，设计成绕俯仰轴线旋转。用户界面驱动机构连接用户界面并被进一步连接以接收分别来自第一输入机构和第二输入机构的第一输出扭矩和第二输出扭矩。用户界面驱动机构设计成，基于接收到的第一输出扭矩和第二输出扭矩，为用户界面提供反馈力。惰轮机构与用户界面驱动机构间隔开安装，具有第二有效直径，设计成跟随用户界面驱动机构相对于用户界面绕翻滚轴线旋转。第一有效直径小于第二有效直径，由此绕俯仰轴线的最大反馈力大于绕翻滚轴线的最大反馈力。