CN108050169B - 一种操纵力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操纵力调节装置，属于操纵系统技术领域。包括：摩擦组件、扭力传递组件、梯度调节组件及安装支座；所述安装支座由底板及左右设置的固定安装板组成；所述的扭力传递组件设置有扭轴、摇臂、左轴向转动支撑元件、右轴向转动支撑元件及摩擦片；所述摇臂固定在扭轴中间部分，左轴向转动支撑元件及右轴向转动支撑元件分别设置在摇臂的左右两侧，且固定在固定安装板上；所述扭轴两端穿过安装支座分别与所述摩擦组件及梯度调节组件连接；所述摩擦组件能够调节扭轴一端的夹持力，所述梯度调节组件通过调节其扭簧的安装位置，能够调节扭轴的梯度力；操纵力经摇臂的输入端进入调节装置，经调节后由摇臂的输出端输出。

Description

一种操纵力调节装置

技术领域

本发明属于操纵系统技术领域，具体涉及一种操纵力调节装置。

背景技术

操纵力调节装置应用于交通工具操纵系统和控制系统中，尤其应用于航空器(直升机、固定翼飞机等)的操纵系统和飞行控制系统中，为驾驶者提供良好的操纵感觉。

目前已知的一般操纵力调节装置构造是由摩擦环、摩擦片、扭轴、梯度弹簧、梯度调节板、法兰盘轴承和支座、垫块、安装块、连接件等组成。扭轴通过法兰盘轴承和螺栓安装到支座上，扭轴的一端贴有摩擦片，另一端安装有梯度弹簧。摩擦环一端通过螺栓安装到支座上，摩擦环的上、下片夹持扭轴的一端，通过调节摩擦环上、下片锁紧螺栓的预紧力来调节摩擦力。梯度弹簧的固定端通过安装块和螺栓固定到扭轴的另一端，梯度弹簧的调节端安装到梯度调节板上。将梯度弹簧的调节端安装到梯度调节板上的不同孔位即可获得不同的操纵力梯度。

但是，在实际应用上述操纵力调节装置时会有如下问题：第一，摩擦环上、下片锁紧螺栓的预紧力难确定、调节空间小、精度差，很难满足均匀的摩擦力要求；

第二，由于扭轴一端的圆度和同轴度加工误差的存在以及在该端贴有摩擦片存在较大误差，在较大预紧力下摩擦环对扭轴的加持力不均匀，进而导致摩擦力不均匀，存在卡、涩、滞现象；

第三，由于调节板上只有少数几个调节孔，调节不够精细，很难满足操纵力梯度要求；第四，由于调节板对梯度弹簧没有轴向和径向约束作用，在扭轴的运动过程中致使梯度弹簧产生的有害变形和倾转。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种操纵力调节装置，能够获取可调节的均匀摩擦力，能够降低对扭力传递组件的加工公差和装配误差要求降低了废品率，消除了摩擦力卡、涩、滞现象；能够提供多个调节档位，甚至可以进行无极调节，显著提高了操纵力梯度调节的精细程度。能够提供对弹性元件的周向、径向和轴向的全方位约束，显著减小了弹性元件的有害变形和倾转。

本发明的技术方案：一种操纵力调节装置，适用于操纵力的摩擦力调节和操纵力梯度调节，包括：摩擦组件、扭力传递组件、梯度调节组件及安装支座；

所述安装支座由底板及左右设置的固定安装板组成；

所述扭力传递组件设置有扭轴、摇臂、左轴向转动支撑元件、右轴向转动支撑元件及摩擦片；

所述摇臂固定在扭轴中间部分且设置有输入端和输出端；

左轴向转动支撑元件及右轴向转动支撑元件分别设置在摇臂的左右两侧，且固定在固定安装板上；

所述扭轴两端穿过安装支座分别与所述摩擦组件及梯度调节组件连接；

所述摩擦组件能够调节扭轴一端的夹持力，所述梯度调节组件通过调节其扭簧的安装位置，能够调节扭轴的梯度力；

操纵力经摇臂的输入端进入调节装置，经调节后由摇臂的输出端输出。

优选地，所述摩擦组件设置有上摩擦板、下摩擦板、调节螺栓及第一销轴；

所述上摩擦板及下摩擦板内侧分别贴有摩擦片，

所述下摩擦板一端通过第一销轴铰接在所述上摩擦板上，另一端通过调节螺栓与上摩擦板另一端连接；

所述上摩擦板及下摩擦板扣合在扭轴装有摩擦片的一端并通过调节螺栓调节预紧力。

优选地，所述上摩擦板靠近第一销轴安装位置处设置有第二销轴；

所述第二销轴同时穿过一侧的固定安装板及设置在固定安装板与所述上摩擦板之间设置垫块，并通过限位销进行防脱处理。

优选地，所述调节螺栓与所述上摩擦板之间设置有弹性垫片。

优选地，所述梯度调节组件设置有弹簧、导向板及滑板；

所述弹簧的一端通过螺栓套接在所述扭轴上，其另一端夹持在滑板和导向板之间，通过调节滑板在导向板不同的安装位置来调节梯度力。

优选地，所述滑板设置有安装槽，所述安装槽与所述弹簧配合，使弹簧镶嵌在所述滑板内。

优选地，所述导向板安装在固定安装板上；

所述导向板设置有弧形滑槽，所述滑板经螺栓穿过弧形安装槽安装在导向板上。

优选地，所述弹簧与扭轴连接用螺栓上设置有调节垫块；

所述调节垫块一侧面为水平安装面，另一侧面为弧形面，所述弧形面与所述扭轴配合。

优选地，所述摇臂与扭轴为一体式结构。

优选地，所述左轴向转动支撑元件及右轴向转动支撑元件分别设置有轴承，布置在所述左轴向转动支撑元件的轴承的外圈限制在所述扭轴上，防止其左右窜动。

本发明技术方案的有益效果：一种操纵力调节装置能够设定夹持力进而获取均匀的摩擦力，消除了摩擦力的卡涩滞现象；可以对操纵力梯度进行无极调节，显著的增加了调节精度；降低了操纵力梯度组件中弹性元件的有害变形和倾转；降低扭轴组件的加工公差和装配难度，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明操纵力调节装置的一优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的摩擦组件结构示意图；

图3为图1所示实施例的扭力传递组件结构示意图；

图4为图1所示实施例的梯度调节组件结构示意图；

其中，1-扭轴，2-摇臂，3-左轴向转动支撑元件，4-右轴向转动支撑元件，5-摩擦片，6-上摩擦板，7-下摩擦板，8-调节螺栓，9-第一销轴，10-第二销轴，11-固定安装板，12-垫块，13-限位销，14-弹性垫片，15-弹簧，16-导向板，17-滑板，18-调节垫块，19-底板。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1及图3所示，本发明一种操纵力调节装置，适用于操纵力的摩擦力调节和操纵力梯度调节，包括：摩擦组件、扭力传递组件、梯度调节组件及安装支座；

安装支座由底板19及左右设置的固定安装板11组成；

扭力传递组件设置有扭轴1、摇臂2、左轴向转动支撑元件3、右轴向转动支撑元件4及摩擦片5；

摇臂2固定在扭轴1中间部分，摇臂2通过输入端与操纵杆方向的连接杆连接输入操纵力，调节后的操纵力经输出端连接的连接杆传出；

本实施例中，摇臂2与扭轴1采用一体式设计制作成一复合轴，摇臂2安装在左右固定安装板11之间。

左轴向转动支撑元件3及右轴向转动支撑元件4分别设置在摇臂2的左右两侧，且通过紧固螺栓固定在固定安装板11上，左轴向转动支撑元件3及右轴向转动支撑元件4分别安装有轴承，布置在左轴向转动支撑元件3的轴承的外圈通过螺栓限制在扭轴1上，防止其在扭轴1上左右窜动。

本实施例中，如图2所示：摩擦组件设置有上摩擦板6、下摩擦板7、调节螺栓8及第一销轴9，上摩擦板6及下摩擦板7内侧分别贴有摩擦片5，下摩擦板7一端通过第一销轴9铰接在上摩擦板6上，另一端通过调节螺栓8与上摩擦板6另一端连接；

将上摩擦板6绕第一销轴9旋转一定角度，将扭轴1安装有摩擦片5的一端装入下摩擦板7内并将两者的摩擦片5贴合在一起，然后将上摩擦板6扣合在下摩擦板7上，并通过调节螺栓8调节预紧力，进而调节摩擦组件与扭轴1的摩擦力。

上摩擦板6靠近第一销轴9安装位置处设置有第二销轴10，第二销轴10同时穿过其相邻一侧的固定安装板11及设置在固定安装板11与上摩擦板6之间设置垫块12，并通过限位销13进行防脱处理；通过更换不同厚度的垫块12实现摩擦组件沿扭轴1的轴向可调节安装，可调节扭轴1与摩擦组件之间的摩擦接触面积。

本实施例中，调节螺栓8与上摩擦板6之间设置有弹性垫片14；

可以理解的是：弹性垫片14可以由弹性模量较大的金属或非金属材料制作，或其他提供弹性的零件(如弹簧)充当，弹性垫片14将调节螺栓8的刚性连接改为弹性连接，降低了调节螺栓8的施力刚度，可以较容易的给摩擦组件设定夹持力；

摩擦组件中调节螺栓8将下摩擦板7、上摩擦板6、弹性垫片14串联调节夹持力，以获取均匀的摩擦力。

本实施例中，如图4所示：梯度调节组件设置有弹簧15、导向板16及滑板17；

弹簧15的一端通过螺栓套接在扭轴1上，其另一端夹持在滑板17和导向板16之间，通过调节滑板17在导向板16不同的安装位置来调节梯度力及通过导向板16与固定安装板11安装。

可以理解的是：滑板17设置有安装槽，安装槽与弹簧15配合，使弹簧15镶嵌在滑板17内，跟随滑板17一起移动，使弹簧15该端不发生径向、周向、轴向位移。

导向板16设置有弧形滑槽，滑板17经螺栓穿过弧形安装槽安装在导向板16上，螺栓在弧形滑槽内带动滑板17移动调节弹簧15此端的位置，进而改变弹簧15的调节梯度力。

弹簧15与扭轴1连接用螺栓上设置有调节垫块18，调节垫块18一侧面为水平安装面，另一侧面为弧形面，弧形面与扭轴1配合，通过调节垫块18的厚度保证弹簧15与扭轴1同轴。

本实施例中的操纵力梯度调节组件显著的增加了操纵力梯度调节的精细程度，降低了操纵力梯度组件中弹性元件的有害变形和倾转。

本装置的扭轴1两端穿过安装支座的固定安装板11分别与摩擦组件及梯度调节组件连接，摩擦组件能够调节扭轴1一端的夹持力，梯度调节组件通过调节其弹簧15的安装位置，能够调节扭轴1的梯度力；

因此操纵力经摇臂2的输入端进入调节装置，经调节后由摇臂2的输出端输出。

本发明由摩擦组件、扭力传递组件、梯度调节组件和安装支座组成，可以较容易的设定夹持力进而获取均匀的摩擦力，消除了摩擦力的卡涩滞现象；可以对操纵力梯度进行无极调节，显著的增加了调节精度；降低了操纵力梯度组件中弹性元件的有害变形和倾转；降低扭轴组件的加工公差和装配难度，提高了生产效率。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种操纵力调节装置，适用于操纵力的摩擦力调节和操纵力梯度调节，其特征在于：包括：摩擦组件、扭力传递组件、梯度调节组件及安装支座；

所述安装支座由底板(19)及左右设置的固定安装板(11)组成；

所述扭力传递组件设置有扭轴(1)、摇臂(2)、左轴向转动支撑元件(3)、右轴向转动支撑元件(4)及摩擦片(5)；

所述摇臂(2)固定在扭轴(1)中间部分，且设置有输入端和输出端；

左轴向转动支撑元件(3)及右轴向转动支撑元件(4)分别设置在摇臂(2)的左右两侧，且固定在固定安装板(11)上；

所述扭轴(1)两端穿过安装支座分别与所述摩擦组件及梯度调节组件连接；

所述摩擦组件能够调节扭轴(1)一端的夹持力，所述梯度调节组件通过调节其扭簧的安装位置，能够调节扭轴(1)的梯度力；

操纵力经摇臂(2)的输入端进入调节装置，经调节后由摇臂(2)的输出端输出。

2.根据权利要求1所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述摩擦组件设置有上摩擦板(6)、下摩擦板(7)、调节螺栓(8)及第一销轴(9)；

所述上摩擦板(6)及下摩擦板(7)内侧分别贴有摩擦片(5)，

所述下摩擦板(7)一端通过第一销轴(9)铰接在所述上摩擦板(6)上，另一端通过调节螺栓(8)与上摩擦板(6)另一端连接；

所述上摩擦板(6)及下摩擦板(7)扣合在扭轴(1)装有摩擦片(5)的一端并通过调节螺栓(8)调节预紧力。

3.根据权利要求2所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述上摩擦板(6)靠近第一销轴(9)安装位置处设置有第二销轴(10)；

所述第二销轴(10)同时穿过一侧的固定安装板(11)及设置在固定安装板(11)与所述上摩擦板(6)之间设置垫块(12)，并通过限位销(13)进行防脱处理。

4.根据权利要求2所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述调节螺栓(8)与所述上摩擦板(6)之间设置有弹性垫片(14)。

5.根据权利要求1所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述梯度调节组件设置有弹簧(15)、导向板(16)及滑板(17)；

所述弹簧(15)的一端通过螺栓套接在所述扭轴(1)上，其另一端夹持在滑板(17)和导向板(16)之间，通过调节滑板(17)在导向板(16)不同的安装位置来调节梯度力。

6.根据权利要求5所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述滑板(17)设置有安装槽，所述安装槽与所述弹簧(15)配合，使弹簧(15)镶嵌在所述滑板(17)内。

7.根据权利要求5所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述导向板(16)安装在固定安装板(11)上；

所述导向板(16)设置有弧形滑槽，所述滑板(17)经螺栓穿过弧形安装槽安装在导向板(16)上。

8.根据权利要求5所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述弹簧(15)与扭轴(1)连接用螺栓上设置有调节垫块(18)；

所述调节垫块(18)一侧面为水平安装面，另一侧面为弧形面，所述弧形面与所述扭轴(1)配合。

9.根据权利要求1所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述摇臂(2)与扭轴(1)为一体式结构。

10.根据权利要求1所述的操纵力调节装置，其特征在于：所述左轴向转动支撑元件(3)及右轴向转动支撑元件(4)分别设置有轴承，布置在所述左轴向转动支撑元件(3)的轴承的外圈限制在所述扭轴(1)上，防止其左右窜动。