[发明专利]一种自动倾斜器控制系统及其操控方法

说明书

本发明公开了一种自动倾斜器控制系统及其操控方法，该自动倾斜器控制系统包括与旋翼轴配合的球铰，球铰外侧设有动环和不动环，不动环与动环之间设有滚动轴承，不动环连接有驱动装置，驱动装置包括至少四套驱动机构，每套驱动机构设有故障检测装置，故障检测装置连接有控制器；四套驱动机构中包括有三套主驱动机构和一套备用驱动机构，当其中一套主驱动机构出现故障时，控制器控制备用驱动机构启动。本发明将现有自动倾斜器不动环上三个操纵点的方式调整为四个或五个操纵点的方式，四点操纵方式因采用“三主一备”的方式，其比现有自动倾斜器不动环中三个操纵点的方式可靠性更高，成本更低，系统更简单，安全性更高。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种自动倾斜器控制系统及其操控方法。

背景技术

自动倾斜器，是指直升机改变旋翼倾斜方向和桨叶倾角的专用装置。通过它实现对直升机飞行状态的操纵。它经由球形套筒装在旋翼轴上，套筒的球面上套有一个不旋转的环，称为内环，和变距操纵杆相连。内环可沿球形套筒向任一方向倾斜，外环是旋转部分，通过滚动轴承绕内环旋转，同时通过拉杆与桨叶连接并一同运动。操纵总距操纵杆时，球形套筒带动整个自动倾斜器向上或向下，使各个叶片的桨距同时变大或变小，使直升机上升或下降。推动周期变距操纵杆时，使内环绕套筒倾斜，带动外环倾斜，拉动桨叶周期性地改变桨距，使旋翼旋转平面倾斜，从而使直升机沿着旋翼拉力水平分量的方向飞行，达到控制直升机飞行方向的目的。

现有有人直升机或无人直升机采用三个舵机与自动倾斜器不动环三个操纵点(是自倾仪不动环的力和位移的输入点)进行连接，三点决定一个平面，三个操纵点进行自动倾斜器不动环的变距操纵(上下运动)和倾斜操纵(倾斜角度变化)，以此实现操控直升机的运动。三个操纵点进行操控的技术存在安全度不高的缺陷，如自动倾斜器不动环操纵点中任一个或一个以上出现所连接的舵机或杆系失效，只剩两个或一个不动环操纵点，将无法操控直升机，造成直升机的失控，出现事故。当前操控自动倾斜器的舵机主要有电动舵机和电液舵机，电动舵机(一般为无刷电机)由于长期工作，可能出现发热、线圈短路或断路等故障，造成失效导致严重故障；电液舵机易出现卡死、液压无压力等故障，电动舵机和电液舵机的可靠性均不高。为提升空中安全，当前直升机的技术方法是舵机采用双余度或三余度电动舵机，采用双余度电动液压伺服舵机等，但自动倾斜器的不动环上还是采用三个操纵点进行操纵，自动倾斜器的操控方式未发生变化，其提升可靠性的本质是提升了三个操纵点中每一个点的舵机操纵余度或可靠性，依然存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动倾斜器控制系统及其操控方法，解决了现有技术中自动倾斜器采用三个操纵点进行操纵的方式存在一定安全隐患的问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种自动倾斜器控制系统，包括与旋翼轴配合的球铰，所述球铰外侧设有动环和不动环，所述不动环与动环之间设有滚动轴承，自动倾斜器不动环上连接有驱动装置，所述的驱动装置包括至少四套驱动机构，每套驱动机构设有故障检测装置，故障检测装置连接有控制器；四套驱动机构中包括有三套主驱动机构和一套备用驱动机构，当其中一套主驱动机构出现故障时，控制器控制备用驱动机构启动。本发明在现有自动倾斜器不动环上增加一个操纵点，由三个操纵点调整为四个操纵点，四个操纵点在功能上相同，其中三个操纵点为主操纵点，一个是备份操纵点，正常情况下备份操纵点不起操纵作用，由三个主操纵点决定自动倾斜器不动环平面的角度或位置，但在其中一个主操纵点出现故障情况下，备份操纵点立即转为主操纵点，确保直升机的飞行安全。

作为本发明的一种可选方案，所述驱动机构包括驱动舵机和施力杆，所述驱动舵机通过施力杆与不动环连接，所述故障检测装置与驱动舵机电连接。

作为本发明的一种可选方案，所述施力杆的端部设有带柄关节轴承，所述不动环上设有与所述带柄关节轴承适配的叉耳。

作为本发明的一种可选方案，所述驱动舵机为电动舵机或电液舵机。