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DE102008028365B4 - Rotor aircraft with a control device for generating control commands - Google Patents

Rotor aircraft with a control device for generating control commands Download PDF

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DE102008028365B4
DE102008028365B4 DE102008028365A DE102008028365A DE102008028365B4 DE 102008028365 B4 DE102008028365 B4 DE 102008028365B4 DE 102008028365 A DE102008028365 A DE 102008028365A DE 102008028365 A DE102008028365 A DE 102008028365A DE 102008028365 B4 DE102008028365 B4 DE 102008028365B4
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rotor aircraft
handle
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aircraft according
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    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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Abstract

Rotorfluggerät mit einer Steuereinrichtung zum Generieren von Steuerbefehlen an Antriebs- und Lenkeinrichtungen des Rotorfluggeräts, wobei die Steuereinrichtung einen Handgriff aufweist, der aus einer gegenüber dem Rotorfluggerät definierten Grundstellung translatorisch und in allen drei rotatorischen Richtungen auslenkbar ist, wobei die Steuereinrichtung bei jeder Auslenkung des Handgriffs den Bewegungszustand des Rotorfluggeräts in der Richtung der Auslenkung verändert, wobei das Maß der Veränderung mit dem Maß der Auslenkung zunimmt und wobei Gegenkräfte auf den Handgriff wirken, deren Maß mit dem Maß der Auslenkung des Handgriffs aus der Grundstellung zunimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) aus seiner gegenüber dem Rotorfluggerät definierten Grundstellung in allen drei translatorischen Richtungen (4, 6, 7) auslenkbar ist und dass die Gegenkräfte auf den Handgriff (1) von dem aktuellen Flugszustand des Rotorfluggeräts abhängig sind.Rotor aircraft with a control device for generating control commands to drive and steering devices of the rotor aircraft, the control device having a handle, which can be deflected translationally and in all three rotational directions from a basic position defined in relation to the rotor aircraft, the control device denoting each deflection of the handle Movement state of the rotor aircraft changed in the direction of the deflection, the degree of change increasing with the degree of deflection and counteracting forces acting on the handle, the dimension of which increases with the degree of deflection of the handle from the basic position, characterized in that the handle ( 1) can be deflected from its basic position defined in relation to the rotor aircraft in all three translational directions (4, 6, 7) and that the counterforces on the handle (1) are dependent on the current flight state of the rotor aircraft.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rotorfluggerät mit einer Steuereinrichtung zum Generieren von Steuerbefehlen an Antriebs- und Lenkreinrichtungen des Rotorfluggeräts.The invention relates to a rotor aircraft with a control device for generating control commands to drive and steering devices of the rotor aircraft.

Mit Rotorfluggeräten sind hier insbesondere Hubschrauber und dabei sowohl zivile als auch militärische Hubschrauber gemeint.Rotor aircraft in particular means helicopters and both civilian and military helicopters.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Mit zunehmender Komplexität von Rotorfluggeräten wird deren Bedienung ebenfalls komplexer, wenn hierfür herkömmliche Bedienungseinheiten, d. h. insbesondere Steuerhebel und Pedale verwendet werden. So verlangen diese Bedienungseinheiten dem Piloten eine gleichzeitige Koordination mehrerer Extremitäten ab. Dies birgt ein erhebliches Fehlerrisiko, weil die Betätigung der Bedienungseinheiten durch den Piloten nicht intuitiv erfolgen kann.As the complexity of rotorcraft becomes more complex, their operation will also become more complex if conventional control units, ie. H. especially control levers and pedals are used. Thus, these control units require the pilot to co-ordinate multiple extremities simultaneously. This involves a considerable risk of error, because the operation of the control units by the pilot can not be done intuitively.

Aus der EP 1 146 317 A1 ist ein Hubschrauber bekannt, bei dem eine zeitliche Ableitung eines Winkels zwischen einem Seil, über das eine Last an dem Hubschrauber angehängt ist und der Erdsenkrechten zeitlich überlagert mit dem Nickwinkel des Hubschraubers dargestellt, um dem Piloten ein Signal zur Verfügung zu stellen, dass bei ihm ein intuitives Verhalten auslöst, welches Schwingungen der Last reduziert und nicht weiter aufbaut. Der Pilot dieses bekannten Hubschraubers muss aber bereits in der Lage sein, auf einen angezeigten Nickwinkel des Hubschraubers mit Hilfe der üblichen Bedieneinrichtungen eines herkömmlichen Hubschraubers angemessen zu reagieren.From the EP 1 146 317 A1 a helicopter is known in which a time derivative of an angle between a rope over which a load is attached to the helicopter and the earth's perpendicular time overlaid with the pitch angle of the helicopter shown to provide the pilot with a signal that at him An intuitive behavior triggers, which reduces vibrations of the load and does not build further. However, the pilot of this known helicopter must already be able to adequately respond to a displayed pitch angle of the helicopter using the usual controls of a conventional helicopter.

Aus der US 5,001,646 geht ein Rotorfluggerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 hervor. Hier ist der Handgriff eines Joysticks den originären Bewegungsrichtungen eines Hubschraubers entsprechend um die Längs-, Quer- und Hochachse des Hubschraubers verschwenkbar sowie in vertikaler Richtung verschiebbar. Dabei wird ein von der auf den Handgriff ausgeübten Kraft in der jeweiligen Richtung abhängiges Anforderungssignal für eine Bewegung des Hubschraubers in der jeweiligen Richtung generiert.From the US 5,001,646 is a rotor aircraft with the features of the preamble of independent claim 1 shows. Here, the handle of a joystick is the original directions of movement of a helicopter according to the longitudinal, transverse and vertical axis of the helicopter pivotable and displaceable in the vertical direction. In this case, one of the force exerted on the handle force in the respective direction dependent request signal for a movement of the helicopter is generated in the respective direction.

Aus der DE 195 36 293 C2 ist eine Steuer- und Programmiereinrichtung für einen Manipulator bekannt, die eine Handbedieneinheit in Form eines in allen drei rotatorischen und allen drei translatorischen Richtungen auslenkbaren Joysticks bekannt.From the DE 195 36 293 C2 a control and programming device for a manipulator is known, the one hand control unit in the form of a deflectable in all three rotational and all three translational directions joystick known.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotorfluggerät mit einer Steuereinrichtung bereitzustellen, die zu einer deutlichen Entlastung eines Piloten des Rotorfluggeräts führt, damit dieser sich auf missionsbezogene Aufgaben konzentrieren kann.The invention has for its object to provide a rotor aircraft with a control device that leads to a significant relief of a pilot of the rotorcraft, so that it can focus on mission-related tasks.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Rotorfluggerät mit einer Steuereinrichtung und den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des neuen Rotorfluggeräts sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.The object of the invention is achieved by a rotor aircraft with a control device and the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the new rotor aircraft are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Die Erfindung geht von einem intuitiven, ergonomischen Ansatz zur Definition der Mensch-Maschine-Schnittstelle bei einem Rotorfluggeräte aus. Zu diesem Zweck weist die Steuereinrichtung des neuen Rotorfluggeräts einen Handgriff auf, der aus einer gegenüber dem Rotorfluggerät definierten Grundstellung in allen drei translatorischen Richtungen und allen drei rotatorischen Richtungen auslenkbar ist, wobei die Steuereinrichtung bei jeder Auslenkung des Handgriffs den Bewegungszustand des Rotorfluggeräts in der Richtung der Auslenkung verändert, wobei das Maß der Veränderung mit dem Maß der Auslenkung zunimmt und wobei Rückstellkräfte auf den Handgriff in die Grundstellung wirken, deren Maß ebenfalls mit dem Maß der Auslenkung des Handgriffs zunimmt. Der Handgriff symbolisiert das Fluggerät. Die sechs Richtungen, in denen der Handgriff auslenkbar ist, stehen stellvertretend für die sechs Bewegungsrichtungen des Fluggeräts. Die Steuerung des Fluggeräts über den Handgriff ist in höchstem Maße intuitiv und verlangt ausschließlich die Koordination verschiedener Bewegungen einer Hand des Piloten an dem Handgriff. Mit dieser Hand kontrolliert er das gesamte Rotorfluggerät.The invention is based on an intuitive, ergonomic approach to the definition of the man-machine interface in a rotor aircraft. For this purpose, the control device of the new rotor aircraft on a handle which is deflected from a relative to the rotor aircraft defined basic position in all three translational directions and all three rotational directions, wherein the control device at each deflection of the handle, the state of motion of the rotor aircraft in the direction of Deflection changed, the degree of change increases with the degree of deflection and wherein restoring forces acting on the handle in the normal position, the degree of which also increases with the extent of the deflection of the handle. The handle symbolizes the aircraft. The six directions in which the handle is deflected, are representative of the six directions of movement of the aircraft. The control of the aircraft over the handle is highly intuitive and requires only the coordination of various movements of a pilot's hand on the handle. With this hand he controls the entire rotor aircraft.

Das Fliegen eines Rotorfluggeräts mittels Betätigung eines einzelnen Handgriffs ist nicht nur intuitiv sondern kann auch leicht simuliert und damit trainiert bzw. erlernt werden. Es kommt auch den sowieso schon hochgradig trainierten Fähigkeiten von Computernutzern und insbesondere Spielern von Computerspielen entgegen und nutzt diese geschickt aus.The flying of a rotorcraft by operating a single handle is not only intuitive but can also be easily simulated and thus trained or learned. It also accommodates the already highly trained abilities of computer users and especially computer game players and uses them skillfully.

Eine besonders sinnvolle, weil leicht intuitiv ausnutzbare Verknüpfung zwischen den einzelnen Auslenkungen des Handgriffs mit den Steuerbefehlen der Steuereinrichtung an die Antriebs- und Lenkeinrichtungen des Rotorfluggeräts ist dann gegeben, wenn die Steuereinrichtung das Rotorfluggerät proportional zur Auslenkung des Handgriffs in der translatorischen Richtung nach vorne oder hinten oder in der rotatorischen Richtung um die Hochachse beschleunigt, proportional zur Auslenkung des Handgriffs in den translatorischen Richtungen nach oben und unten bzw. rechts und links die Geschwindigkeit des Rotorfluggeräts vorgibt und proportional zur Auslenkung des Handgriffs in den rotatorischen Richtungen um die Längs- und Querachse den Roll- bzw. Nickwinkel des Rotorfluggeräts vorgibt. D. h., abhängig von der Auslenkung des Rotorfluggeräts in bestimmte translatorische und rotatorische Richtungen werden die Beschleunigung, die Geschwindigkeit oder die Lage des Rotorfluggeräts in der jeweiligen Richtung vorgegeben bzw. die Steuerbefehle von der Steuereinrichtung entsprechend generiert.A particularly useful, because easily intuitively exploitable linkage between the individual deflections of the handle with the control commands of the control device to the drive and steering devices of the rotorcraft is given when the control device, the rotor aircraft proportional to the deflection of the handle in the accelerated translational direction forward or backward or in the rotational direction about the vertical axis, proportionally to the deflection of the handle in the translational directions up and down or right and left, the speed of the rotorcraft dictates and proportionally to the deflection of the handle in the rotational directions the longitudinal and transverse axis specifies the roll or pitch angle of the rotor aircraft. D. h., Depending on the deflection of the rotor aircraft in certain translational and rotational directions, the acceleration, the speed or the position of the rotor aircraft in the respective direction are specified or the control commands generated by the control device accordingly.

Weiter erweist es sich als günstig, dass die Gegenkräfte auf den Handgriff in den verschiedenen Richtungen nicht nur von der Auslenkung selbst sondern auch von dem aktuellen Flugzustand des Rotorfluggeräts abhängig sind, um diesen an den Piloten zurückzukoppeln. So kann mindestens eine der Gegenkräfte von der aktuellen Geschwindigkeit des Rotorfluggeräts zum Boden in ihrer Richtung abhängig sein oder von dem aktuellen Abstand des Rotorfluggeräts zum Boden in ihrer Richtung. Ganz grundsätzlich können die Gegenkräfte von einem Abstand des Rotorfluggeräts von einer vorgegebenen Flugenveloppe des Rotorfluggeräts abhängig sein. Eine Annäherung an die Flugenveloppe, die die zulässigen Flugzustände des Rotorfluggeräts einschließt, sollte ein starkes Ansteigen der Gegenkräfte auf den Handgriff zur Folge haben.Furthermore, it proves to be favorable that the counter-forces on the handle in the different directions are dependent not only on the deflection itself but also on the current flight state of the rotor aircraft in order to couple it back to the pilot. Thus, at least one of the opposing forces may be dependent on the current speed of the rotorcraft towards the ground in their direction or on the actual distance of the rotorcraft to the ground in their direction. In principle, the opposing forces can be dependent on a distance of the rotor aircraft from a predetermined flight envelope of the rotor aircraft. An approach to the flight envelope, which includes the allowable flight conditions of the rotorcraft, should result in a large increase in drag on the handle.

Darüber hinaus kann durch eine ansteigende Stufe bei den Gegenkräften darauf hingewiesen werden, dass der Pilot eine Grenze eines bevorzugten Flugzustands des Rotorfluggeräts überschreitet, wenn er den Handgriff weiter auslenkt.In addition, an increasing level of counterforce may indicate that the pilot is exceeding a preferred flying state limit of the rotorcraft as he continues to deflect the handle.

Idealerweise werden bei dem neuen Rotorfluggerät die Auslenkungen des Handgriffs in allen drei linearen Richtungen und allen drei Drehrichtungen gegenüber einem innerhalb des Handgriffs befindlichen Ursprungspunkt erfasst. D. h., in diesem Ursprungspunkt schneiden sich die translatorischen und rotatorischen Richtungen, in denen der Handgriff auslenkbar ist.Ideally, in the new rotorcraft, the deflections of the handle are detected in all three linear directions and all three directions of rotation from an origin point within the handle. D. h., In this point of origin, the translational and rotational directions intersect, in which the handle is deflected.

Vorzugsweise ist der Handgriff ergonomisch aufgeformt, d. h. an die Kontur einer um ihn geschlossenen Hand angepasst. Der Handgriff weist aber auch bei ergonomischer Ausgestaltung eine Haupterstreckung auf. Diese verläuft bei dem neuen Rotorfluggerät vorzugsweise in der Richtung dessen Querachse.Preferably, the handle is ergonomically shaped, d. H. adapted to the contour of a hand closed around it. However, the handle has a main extension even with ergonomic design. This runs in the new rotor aircraft preferably in the direction of its transverse axis.

Eine konkrete Umsetzung der Lagerung des Handgriffs bei dem neuen Rotorfluggerät kann von dem Handgriff aus gesehen zunächst eine kardanische Lagerung umfassen, die ihrerseits linear verschieblich gelagert ist. Die Auslenkungen des Handgriffs in den verschiedenen Richtungen können dabei unmittelbar im Bereich seiner Lagerungen oder auch kontaktlos erfasst werden. Da aber auf die Rückstellkräfte auf den Handgriff erfindungsgemäß sinnvollerweise Einfluss genommen wird, sind aktive Elemente in den Lagerungen bevorzugt, mit denen die Rückstellkräfte variierbar sind und mit denen zugleich die Auslenkungen des Handgriffs in den verschiedenen Richtungen erfassbar sind.A concrete implementation of the storage of the handle in the new rotor aircraft, seen from the handle initially comprise a gimbal bearing, which in turn is mounted linearly displaceable. The deflections of the handle in the different directions can be detected directly in the area of its bearings or contactless. However, since the restoring forces on the handle are sensibly influenced according to the invention, active elements in the bearings are preferred with which the restoring forces can be varied and with which the deflections of the handle in the various directions can be detected at the same time.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 skizziert einen Handgriff der in drei translatorischen Richtungen und drei rotatorischen Richtungen aus seiner dargestellten Ausgangssituation auslenkbar ist, um auf diese Weise ein Rotorfluggerät zu steuern. 1 outlines a handle that can be deflected from its initial situation in three translatory directions and three rotational directions in order to control a rotor aircraft in this way.

2 zeigt einen Hubschrauber als Beispiel für ein Rotorfluggerät und dessen drei translatorischen und drei rotatorischen Bewegungsrichtungen, die den in 1 dargestellten Bewegungsrichtungen des Handgriffs entsprechen. 2 shows a helicopter as an example of a rotorcraft and its three translational and three rotational directions of movement, the in 1 Shown directions of movement of the handle correspond.

3 zeigt eine konkrete Ausführungsform einer Lagerung für den Handgriff gemäß 1 in einer Draufsicht auf den Handgriff; und 3 shows a concrete embodiment of a storage for the handle according to 1 in a plan view of the handle; and

4. zeigt eine Seitenansicht der Lagerung des Handgriffs gemäß 3. 4 , shows a side view of the storage of the handle according to 3 ,

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Der in 1 gezeigte Handgriff 1 ist im Wesentlichen stabförmig. Vorzugsweise ist er jedoch ergonomisch ausgeformt, d. h. an die Konturen des freien Innenvolumens einer sich um ihn schließenden Hand 2 angepasst. Bei der Hand 2 handelt es sich um die Hand eines Piloten, die den Handgriff 1 ergreift, um ein Rotorfluggerät, wie einen in 2 gezeigten Hubschrauber 3 zu steuern. Dabei werden mit Hilfe von Auslenkungen des Handgriffs 1 aus seiner fastfreien Grundstellung Steuerbefehle an Antriebs- und Lenkeinrichtungen des Hubschraubers 3 generiert, die sich jeweils auf die Bewegungsrichtung beziehen, in der der Handgriff ausgelenkt wurde. Konkret führt eine Auslenkung des Handgriffs 1 in der translatorischen Richtung 4 nach vorne bzw. hinten zu einer dem Maß der Auslenkung entsprechenden Beschleunigung des Hubschraubers 3. Dabei wirkt auf den Handgriff eine proportional zu seiner Auslenkung ansteigende Rückstellkraft ein. Solche Rückstellkräfte gibt es auch bei Auslenkungen des Handgriffs in den anderen translatorischen und rotatorischen Richtungen. Eine Auslenkung des Handgriffs 1 in der rotatorischen Richtung 5 um die Hochachse führt ebenfalls zu einer dazu proportionalen Beschleunigung des Hubschraubers 3 um die Hochachse, während Auslenkungen des Handgriffs 1 in der translatorischen Richtung 6 nach oben beziehungsweise unten und der translatorischen Richtung 7 nach links bzw. rechts die Geschwindigkeit des Hubschraubers 3 in diesen Richtungen proportional zum Maß der Auslenkung vorgeben. Auslenkungen des Handgriffs 1 in der rotatorischen Richtung 8 um die Lenkachse und der rotatorischen Richtung 9 um die Querachse führen zu dem Maß der Auslenkung proportionalen Einstellungen dieser Winkel bei dem Hubschrauber 3. Zusätzlich zu den bereits angesprochenen, von der Auslenkung des Handgriffs 1 selbst abhängigen Rückstellkräften auf den Handgriff 1 kann dieser abhängig von den Grenzen einer zulässigen Flugenveloppe des Hubschraubers 3 mit äußeren Kräften beaufschlagt werden, um dem Piloten beim Annähern an die Grenzen der Flugenveloppe eine Rückkopplung über die Hand 2 zu geben.The in 1 shown handle 1 is essentially rod-shaped. Preferably, however, it is ergonomically shaped, ie to the contours of the free inner volume of a closing hand around him 2 customized. At hand 2 it is the hand of a pilot who holds the handle 1 takes to a rotor aircraft, such as a in 2 shown helicopter 3 to control. In doing so, with the help of deflections of the handle 1 from its fast-free basic position commands to drive and steering devices of the helicopter 3 generated, which in each case relate to the direction in which the handle was deflected. Specifically, a deflection of the handle leads 1 in the translational direction 4 forward or backward to a degree of deflection corresponding acceleration of the helicopter 3 , In this case acts on the handle a proportional to its deflection increasing restoring force. Such restoring forces also exist in deflections of the handle in the other translational and rotational directions. A deflection of the handle 1 in the rotational direction 5 around the vertical axis also leads to a proportional acceleration of the helicopter 3 around the vertical axis, while deflections of the handle 1 in the translational direction 6 up or down and the translational direction 7 to the left or right the speed of the helicopter 3 specify in these directions proportional to the degree of deflection. Deflections of the handle 1 in the rotational direction 8th around the steering axis and the rotational direction 9 around the transverse axis lead to the degree of deflection proportional adjustments of these angles in the helicopter 3 , In addition to the already mentioned, from the deflection of the handle 1 self-dependent restoring forces on the handle 1 this may be dependent on the limits of a permitted flight envelope of the helicopter 3 external forces are applied to feedback the pilot as he approaches the limits of the flight envelope 2 to give.

3 und 4 skizzieren eine konkrete mögliche Ausführungsform des Handgriffs 1. Für diesen ist zunächst ein kardanisches Lager 10 und dann eine Linearlagerung 11 vorgesehen. Das kardanische Lager 10 weist unmittelbar an den Handgriff 1 angrenzend ein Achslager 14 mit Torsionsfederelementen und Winkelgebern auf. Hieran schließen sich kardanisch geschachtelte Rotationslager 12 an, wobei das innere Rotationslager über ein Achslager 15 und das äußere Rotationslager direkt an einem Viertelkugelschalengehäuse 13 abgestützt ist. Die jeweilige Winkelstellung der Rotationslager wird über Winkelgeber erfasst, und es sind Rückstellfederelemente vorgesehen. Die Linearlagerung 11 wird durch drei Lager 17 mit jeweils zwei linearen Achsen bewirkt, die das Viertelkugelschalengehäuse 13 über jeweils ein lineares Doppelzugfederelement mit Weggeber 16 abstützen. Jede Achse kann dabei nicht nur mit einem Weg- bzw. Winkelgeber und einem Rückstellfederelement versehen sein, sondern auch mit einem Auslenkungsbegrenzer. Die Maximalauslenkung kann dabei in Abhängigkeit von dem aktuellen Flugzustand des Rotorfluggeräts mit Stellgliedern einstellbar sein. 3 and 4 sketch a concrete possible embodiment of the handle 1 , For this is first a gimbal camp 10 and then a linear bearing 11 intended. The gimbal camp 10 points directly to the handle 1 adjacent to an axle box 14 with torsion spring elements and angle encoders. This is followed by gimballed rotation bearings 12 with the inner rotary bearing via an axle bearing 15 and the outer rotary bearing directly on a quarter ball shell housing 13 is supported. The respective angular position of the rotary bearings is detected by angle encoders, and there are provided return spring elements. The linear bearing 11 is through three camps 17 each with two linear axes causes the quarter ball shell housing 13 via in each case a linear double tension spring element with displacement sensor 16 support. Each axis can be provided not only with a displacement or angle encoder and a return spring element, but also with a Auslenkungsbegrenzer. The maximum deflection can be adjustable depending on the current flight state of the rotorcraft with actuators.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Handgriffhandle
22
Handhand
33
Hubschrauberhelicopter
44
translatorische Richtungtranslational direction
55
rotatorische Richtungrotational direction
66
translatorische Richtungtranslational direction
77
translatorische Richtungtranslational direction
88th
rotatorische Richtungrotational direction
99
rotatorische Richtungrotational direction
1010
kardanisches Lagergimbal camp
1111
Linearlagerunglinear bearing
1212
Rotationslagerrotary bearings
1313
ViertelkugelschalengehäuseQuarter spherical shell casing
1414
AchslagerAchslager
1515
AchslagerAchslager
1616
DoppelzugfederelementDoppelzugfederelement
1717
Linearlagerlinear bearings

Claims (11)

Rotorfluggerät mit einer Steuereinrichtung zum Generieren von Steuerbefehlen an Antriebs- und Lenkeinrichtungen des Rotorfluggeräts, wobei die Steuereinrichtung einen Handgriff aufweist, der aus einer gegenüber dem Rotorfluggerät definierten Grundstellung translatorisch und in allen drei rotatorischen Richtungen auslenkbar ist, wobei die Steuereinrichtung bei jeder Auslenkung des Handgriffs den Bewegungszustand des Rotorfluggeräts in der Richtung der Auslenkung verändert, wobei das Maß der Veränderung mit dem Maß der Auslenkung zunimmt und wobei Gegenkräfte auf den Handgriff wirken, deren Maß mit dem Maß der Auslenkung des Handgriffs aus der Grundstellung zunimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) aus seiner gegenüber dem Rotorfluggerät definierten Grundstellung in allen drei translatorischen Richtungen (4, 6, 7) auslenkbar ist und dass die Gegenkräfte auf den Handgriff (1) von dem aktuellen Flugszustand des Rotorfluggeräts abhängig sind.Rotor aircraft with a control device for generating control commands to drive and steering devices of the rotor aircraft, wherein the control device has a handle which is translatable from a defined relative to the rotor aircraft basic position and deflected in all three rotational directions, wherein the control device at each deflection of the handle the Movement state of the rotorcraft changed in the direction of deflection, wherein the degree of change increases with the degree of deflection and counter forces on the handle act, the degree of which increases with the degree of deflection of the handle from the home position, characterized in that the handle ( 1 ) from its relative to the rotor aircraft defined basic position in all three translational directions ( 4 . 6 . 7 ) is deflectable and that the opposing forces on the handle ( 1 ) are dependent on the current flight condition of the rotorcraft. Rotorfluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung das Rotorfluggerät proportional zur Auslenkung des Handgriffs (1) nach vorne oder hinten oder um die Hochachse beschleunigt; proportional zur Auslenkung des Handgriffs nach oben, unten, rechts oder links die Geschwindigkeit des Rotorfluggeräts vorgibt und proportional zur Auslenkung des Handgriffs um die Längs- oder Querachse den Roll- bzw. Nickwinkel des Rotorfluggeräts vorgibt.Rotor aircraft according to claim 1, characterized in that the control device, the rotor aircraft in proportion to the deflection of the handle ( 1 ) accelerates forwards or backwards or around the vertical axis; proportional to the deflection of the handle up, down, right or left dictates the speed of the rotorcraft and proportional to the deflection of the handle about the longitudinal or transverse axis specifies the roll or pitch angle of the rotor aircraft. Rotorfluggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gegenkräfte von der aktuellen Geschwindigkeit des Rotorfluggeräts zum Boden in ihrer Richtung abhängig ist.Rotor aircraft according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the opposing forces is dependent on the current speed of the rotor aircraft to the ground in their direction. Rotorfluggerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gegenkräfte von dem aktuellen Abstand des Rotorfluggeräts zum Boden in ihrer Richtung abhängig ist.Rotor aircraft according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at least one of the opposing forces is dependent on the current distance of the rotor aircraft to the ground in their direction. Rotorfluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkräfte von einem Abstand des Rotorfluggeräts von einer vorgegebenen Flugenveloppe des Rotorfluggeräts abhängig sind.Rotor aircraft according to one of claims 1 to 4, characterized in that the opposing forces are dependent on a distance of the rotor aircraft from a predetermined flight envelope of the rotor aircraft. Rotorfluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gegenkräfte eine Stufe aufweist, die eine Grenze eines bevorzugten Bereichs von Flugzuständen des Rotorfluggeräts anzeigt.Rotor aircraft according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the opposing forces has a stage which indicates a limit of a preferred range of flight conditions of the rotor aircraft. Rotorfluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungen des Handgriffs (1) in allen drei translatorischen Richtungen (4, 6, 7) und allen drei rotatorischen Richtungen (5, 8, 9) gegenüber einem innerhalb des Handgriffs befindlichen Ursprungspunkt erfasst werden.Rotor aircraft according to one of claims 1 to 6, characterized in that the deflections of the handle ( 1 ) in all three translational directions ( 4 . 6 . 7 ) and all three rotational directions ( 5 . 8th . 9 ) relative to an origin point within the handle. Rotorfluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) ergonomisch ausgeformt ist.Rotor aircraft according to one of claims 1 to 7, characterized in that the handle ( 1 ) is ergonomically shaped. Rotorfluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) eine in Richtung der Querachse verlaufende Haupterstreckung aufweist.Rotor aircraft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the handle ( 1 ) has a main extension extending in the direction of the transverse axis. Rotorfluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) kardanisch gelagert ist.Rotor aircraft according to one of claims 1 to 9, characterized in that the handle ( 1 ) is gimbaled. Rotorfluggerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das kardanische Lager (10) linear verschieblich gelagert ist.Rotor aircraft according to claim 10, characterized in that the gimbal bearing ( 10 ) is mounted linearly displaceable.
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