[发明专利]用于控制飞行器的主动式方向舵脚蹬组件以及飞行器

说明书

本发明涉及一种用于控制飞行器的主动式方向舵脚蹬组件以及一种包括该脚蹬组件的飞行器，该方向舵脚蹬组件包括两个方向舵脚蹬单元，所述两个方向舵脚蹬单元彼此独立地分别与飞行器的控制单元通信连接，从而使得所述两个方向舵脚蹬单元能够通过电机控制实现电气耦合联动，每个所述方向舵脚蹬单元包括：第一脚蹬踏板和第二脚蹬踏板，所述第一脚蹬踏板和第二脚蹬踏板能够沿基本上垂直于踏板面的方向进行平移运动以及围绕转动轴进行旋转运动；主轴，所述主轴通过连杆和摇臂分别与所述第一脚蹬踏板和第二脚蹬踏板耦连；以彼此并联的方式与所述主轴耦连的第一弹簧和返驱电机，所述第一弹簧与返驱电机能彼此独立地提供对于所述平移运动的力感反馈。

技术领域

本发明涉及一种用于控制飞行器、例如飞机的主动式方向舵脚蹬组件以及一种包括这种主动式方向舵脚蹬组件的飞行器。

背景技术

飞行器电传飞行控制系统以方向舵脚蹬组件作为飞行员的操纵输入，用于控制飞行器的航向姿态；在地面上，还可以用于飞行器的减速和制动。方向舵脚蹬组件通过位移传感器将飞行员机械操纵转换为电信号输出给飞控计算机，实现飞行器偏航控制。

在现有技术中，为了实现主、副驾驶脚蹬的同步，需要将它们用机械连杆进行连接以实现机械联动，即一个飞行员（例如正驾驶飞行员）的一侧脚蹬踏板（例如左侧脚蹬）始终与另一飞行员（例如副驾驶飞行员）的同侧脚蹬踏板（例如左侧脚蹬）处于相同位置。并且为了提供固定的力感反馈和阻尼力，通常设有由例如弹簧和阻尼器构成的力感反馈机构。

在民用飞机上，传统的方向舵脚蹬组件例如具有如下缺点：

1）需要采用大量的机械连接杆、关节铰链等，体积、重量较大，安装调整复杂；

2）需要横跨驾驶舱地板：脚蹬踏板位于地板之上，用于飞行员操纵，而考虑驾驶舱空间的限制，其它部分需要放置于地板之下的电子设备舱中，安装维护操作困难；

3）正、副驾驶方向舵脚蹬需要通过机械连杆连接实现机械联动，一旦一侧脚蹬发生卡阻，在没有脱开机构的情况下，另一侧的飞行员也无法通过脚蹬控制飞机的偏航；

4）采用弹簧和阻尼器提供固定的力感梯度和阻尼力，飞行员无法真实感受到舵面位置和载荷情况。

因此，现有技术中的飞机方向舵脚蹬组件并不完全令人满意。

发明内容

基于上述现有技术，本发明的目的是，提供一种主动式方向舵脚蹬组件，利用该主动式方向舵脚蹬组件能够至少部分地克服现有技术中的上述缺点，并且尤其是实现一方面可靠地提供可变的力感反馈，并且另一方面在无需在驾驶舱地板上预留开口的情况下节省空间地安装该脚蹬组件。

上述目的通过根据本发明的用于控制飞行器的主动式方向舵脚蹬组件得以实现，所述主动式方向舵脚蹬组件包括两个方向舵脚蹬单元，其中，所述两个方向舵脚蹬单元彼此独立地分别与飞行器的控制单元通信连接，从而使得所述两个方向舵脚蹬单元能够通过电机控制实现电气耦合联动，其中，每个所述方向舵脚蹬单元包括：

第一脚蹬踏板和第二脚蹬踏板，所述第一脚蹬踏板和第二脚蹬踏板通过机械方式耦合联动，并且能够沿基本上垂直于踏板面的方向进行用于控制飞行器航向姿态的平移运动以及围绕转动轴进行用于制动的旋转运动；

主轴，所述主轴通过连杆和摇臂分别与所述第一脚蹬踏板和第二脚蹬踏板耦连；

以彼此并联的方式与所述主轴耦连的第一弹簧和返驱电机，所述第一弹簧与返驱电机能彼此独立地提供对于所述平移运动的力感反馈。