CN105636865A - 用于飞行器的飞行控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置，该装置包括与框架(1)相连的控制杆(8)，框架(1)承载通过围绕第一轴线(X)的枢转连接件而连接到框架的板(4)，杆通过围绕第二轴线(Y)的枢转连接件而连接到板；第一传动轴(12)以及第一连接机构，该第一连接机构将杆连接到第一传动轴；以及第二传动轴(23)和第二连接机构，该第二连接机构将杆连接到第二传动轴。第一轴和第一连接机构通过围绕第五轴线(C)的枢转连接件而连接，第五轴线(C)相对于第一轴线和第三轴线倾斜，而第二轴和第二连接机构通过围绕第六轴线(F)的枢转连接件而连接，第六轴线(F)相对于第二轴线和第四轴线倾斜。

Description

用于飞行器的飞行控制装置
本发明涉及用于飞行器的飞行控制装置。
背景技术
用于飞行器的飞行控制装置通常包括控制杆，其可枢转地安装在控制装置的支架上，以便围绕至少两个互相正交的转动轴线枢转，从而能够控制飞行器的滚动和俯仰运动。
为此目的，控制杆机械地或电气地连接到诸如控制表面的飞行器的一个或多个驾驶构件。控制杆的运动因此被直接地传递到所述驾驶构件，或传递到用来控制所述驾驶构件的构件，其中将控制杆的运动转换为相对于滚动和俯仰轴线的位置信息，将该信息然后发送到控制构件。
为了帮助飞行员，当飞行员操纵该控制杆时，如此的飞行控制装置还可产生反力。反力一般地由阈值(即，为了产生反力，飞行员作用在杆上的力必须超过该阈值)和力关系式(代表根据控制杆的倾斜角应由反力产生的相对的力，该相对的力随着控制杆的倾斜角增大而增大)来限定。
举例来说，大家都知道弹簧***(被动***)和机电***(主动***)可用来产生作用在控制杆上的反力。
举例来说，文献FR-A-2954835披露了一种控制装置，其包括两个与控制杆相连的致动器，以便在杆相对于支架转动过程中模拟每个运动的反力。
然而，致动器然后被直接纳入到控制装置的支架内，这样使得装置变得很庞大。这对具有空间很小的驾驶舱的飞行器来说是特别麻烦的事，诸如包括驾驶舱门的直升飞行器，或商务喷射机或区域性喷射机，因为控制装置则会变得难于装入到机舱内。
发明目的
本发明的目的是提出一种更易于安装在驾驶舱内的改进的飞行控制装置。
发明内容
为了达到该目的，提供一种用于飞行器的飞行控制装置，该装置包括与支架相连的控制杆，该支架承载有：
·通过围绕第一轴线枢转的第一枢转连接件而连接到支架的摇杆，控制杆通过围绕第二轴线枢转的第二枢转连接件而连接到摇杆，第二轴基本上垂直于第一轴并与第一轴相交；
·第一传动轴，该第一传动轴相对于支架可枢转地安装以围绕第三轴线枢转，并连接到与支架分离的至少一个第一控制马达构件；
·第一连接机构，该第一连接机构将控制杆连接到第一传动轴，使得控制杆围绕第一轴线的转动运动产生第一轴围绕第三轴线的转动运动；
·第二传动轴，该第二传动轴相对于支架可枢转地安装以围绕第四轴线枢转，并连接到与支架分离的至少一个第二控制马达构件；以及
·第二连接机构，该第二连接机构将控制杆连接到第二传动轴，使得控制杆围绕第二轴线的转动运动产生第二轴围绕第四轴线的转动运动。
第一轴和第一连接机构通过枢转连接件而彼此连接，该枢转连接件围绕第五轴线枢转，第五轴线相对于第一轴线和第三轴线倾斜；第二轴和第二连接机构通过枢转连接件而彼此连接，该枢转连接件围绕第六轴线枢转，第六轴线相对于第二轴线和第四轴线倾斜。
因此，借助于第一轴和第一连接机构之间的倾斜角，以及第二轴和第二连接机构之间的倾斜角，便能够改适第三轴线和第四轴线相对于控制装置支架的位置。因此，能够在控制装置内以合适的方式定位传动轴，以使得控制装置可容易地布置在驾驶舱内，甚至是空间较小的驾驶舱。特别是，控制马达构件因此与支架分开，且控制马达构件相对于支架的位置也适合于所考虑的驾驶舱。
此外，因此存在着第三轴线和第一轴线之间的角度以及第四轴线和第二轴线之间的角度，使得减速比直接形成在第一传动轴围绕第三轴线的转动运动和控制杆围绕第一轴线的转动运动之间，使得减速比还因此直接形成在第二传动轴围绕第四轴线的转动运动和控制杆围绕第二轴线的转动运动之间。通过选择连接机构和/或传动轴的特别构造，以改适第五轴线和第六轴线的倾斜角，便也可选择这些减速比。该装置因此可省略专用的减速装置。
在本申请中，术语“相对于轴线S倾斜的轴线R”应被理解为意指轴线R既不平行于轴线S，也不垂直于轴线S。
附图说明
参照附图，借助于以下对本发明非限制性实施例的描述，可以更好地理解本发明，附图中：
图1是本发明第一实施例中的飞行控制装置的立体图；
图2是图1中所示的装置的剖视图，其在含有图1中示意地显示的轴线B和C的剖切平面上剖切的；
图3是图1中所示的装置的局部的纵向剖视图，其在含有图1中示意地显示的轴线X和A的剖切平面上剖切的；
图4是图1中所示的装置的另一剖视图，该装置的控制杆的棍未予示出，其在含有图1中示意地显示的轴线Y和D的剖切平面上剖切的；
图5是图1中所示的装置的另一剖视图，该装置的控制杆的棍未予示出，其在含有图1中示意地显示的轴线X和F的剖切平面上剖切的；
图6是图1所示飞行控制装置的运动学图；
图7是本发明第二实施例中的飞行控制装置的立体图；
图8是图7中所示的装置的纵向剖视图，其在含有图7中示意地显示的轴线X和D的剖切平面上剖切的；
图9是图7中所示的装置的剖视图，其在含有图7中示意地显示的轴线D和Y的剖切平面上剖切的；
图10是图7中所示的飞行控制装置的示意图，还示出了与传动轴连接的马达组；
图11是本发明第三实施例中的飞行控制装置的示意图；
图12是本发明第四实施例中的飞行控制装置的立体图；
图13是图12中所示的装置的纵向剖视图，其在含有图12中示意地显示的轴线X和D的剖切平面上剖切的；
图14是图12中所示的装置的剖视图，其在含有图12中示意地显示的轴线Y和D的剖切平面上剖切的；
图15是图12中所示的飞行控制装置的示意图；
图16是本发明第四实施例中的飞行控制装置变体的立体图；
图17是图16中所示的装置的多个局部的剖视图，其在含有图16中示意地显示的轴线X和D的剖切平面上剖切的；
图18是图16中所示的装置的剖视图，其在含有图16中示意地显示的轴线Y和D的剖切平面上剖切的；
图19是本发明第五实施例中的飞行控制装置的示意图；
图20是图19中所示的装置的局部的纵向剖视图，其在含有图19中示意地显示的轴线X和D的剖切平面上剖切的；
图21是图18中所示的装置的剖视图，其在含有图19中示意地显示的轴线Y和D的剖切平面上剖切的。
具体实施方式
参照图1至6，本发明第一实施例中的飞行控制装置具有支架1。以特殊的方式，该支架1纵向地延伸，并包括底板2和互相相对的前和后横壁3a和3b，两者均垂直地从底板2延伸出。
该装置还包括第一摇杆4，在本实例中，第一摇杆4大致呈细长框架的形式，其具有基本上与支架1相同的长度。第一摇杆4通过围绕转动轴线X枢转的第一枢转连接直接连接到支架1。为此目的，第一摇杆4通过两个滚动轴承5a和5b安装在支架1上，滚动轴承5a和5b安装在支架1的相对横壁3a、3b上的轴上。第一摇杆4因此具有两个平行于支架1的横壁3a、3b的横壁6a、6b，以及两个延伸在第一摇杆4横壁6a、6b之间的纵向壁6c、6d。
该装置还具有与支架1相连的控制杆8，在该实例中，控制杆8包括形成控制杆自由端的棍9以及第二摇杆10，在该实例中，第二摇杆10与棍9制成一体。
控制杆8通过围绕第二转动轴线Y枢转的第二枢转连接件而直接连接到第一摇杆4，第二轴线Y垂直于第一轴线X并与第一轴线相交。为此目的，控制杆8的第二摇杆10通过位于该轴上的两个滚动轴承11c、11d安装在第一摇杆4上，并分别固定到第一摇杆4的相对的纵向壁6c、6d。应该看到，将第二轴线Y系到第一摇杆4，即，第一摇杆4围绕第一轴线X的枢转会产生第二轴线Y围绕第一轴线X的枢转。
该装置具有第一传动轴12，其通过围绕第三转动轴线A枢转的第三枢转连接件而直接连接到支架1。为此目的，第一传动轴12在支架1的底板2内的孔13中部分地延伸，且该第一传动轴12通过同一轴上的两个滚动轴承14、15可枢转地安装在孔13内。
本实例中，第一传动轴12这样进行布置：使得第三轴线A相交于第一轴线X。本实例中的第一传动轴12还布置成这样：当控制杆8处于中性位置时(即，当含有第一轴线X和第二轴线Y的平面平行于底板2时)，第三轴线A正交于包含有第一轴线X和第二轴线Y的平面。
第一轴12具有第一端16。第一端16包括直线的终端部分7和倾斜部分32，该倾斜部分32将直线终端部分7连接到第二轴的第二端32。第一端16的直线终端部分7因此相对于第三轴线A和第一传动轴12的第二端17倾斜地延伸。
第一传动轴12的第二端17连接到与支架分离的第一马达组(未示出)。尤其是，第一马达组包括三个电动机，它们具有共同的定子、共同的输出轴，但各个电动机分别有相应的转子。每个电动机的转子因此安装在共同的输出轴上，以使得每个电动机可单独地动作以驱动共同输出轴的转动。传动轴的第二端17例如可包括内部凹槽，其与电动机的第一输出轴的对应凹槽协作。第一传动轴12因此连接到第一马达组的输出轴。
该装置还具有第一连接机构，该第一连接机构将控制杆连接到第一传动轴12，以使得控制杆8围绕第一轴线X的转动运动产生第一传动轴12围绕第三轴线A的转动运动。
较佳地，如在本实例中那样，第一连接机构包括具有两个分支的第一十字件18，两个分支彼此垂直地延伸。
以特殊的方式，第一连接机构借助于第四枢转连接件而直接连接到第一摇杆4，第四枢转连接具有第四转动轴线B。为此目的，第一十字件18的第一分支19的第一端通过固定在所述纵向壁6d上的第一滚动轴承20d安装在第一摇杆4的一个纵向壁6上，而第一十字件18的第一分支19的第二端通过固定在所述纵向壁6c上的第二滚动轴承20c安装在第一摇杆4的另一个纵向壁6c上，第一和第二滚动轴承20d和20c位于共同的轴上。其结果，第一分支19在第一摇杆4的两个纵向壁6c和6d之间、在第一摇杆4内横向地延伸。
第一十字件18这样进行布置：使第四轴线B与第一轴线X和第三轴线A相一致，并平行于第二轴线Y延伸。
在该实例中，第一十字件18的第二分支21具有中心孔，该中心孔在第二分支21的全长上延伸。第一传动轴12通过围绕第五转动轴线C枢转的第五枢转连接件而直接连接到第一十字件18。为此目的，第一传动轴12的直线终端部分7在第二分支21内延伸，并通过同一轴上的两个滚动轴承22和36可枢转地安装在第二分支21的中心孔中。
在本发明中，该装置这样进行布置：使第五轴线C相对于第一轴线X和第三轴线A倾斜，并相交于第一轴线X、第二轴线Y和第三轴线A。第一传动轴12在该实例中的形状是这样的：使得直线终端部分7相对于第一传动轴12的第二端17以25度延伸，因此，在本实例中，第五轴线C相对于第三轴线A以25度延伸。
因为第一传动轴12呈特定的倾斜形状，所以，能够允许第一传动轴12和第一连接机构之间的枢转连接，其轴线尤其是相对于第一轴线X和第三轴线A倾斜。
控制杆8和第一传动轴12之间的扭矩传递因此通过第一摇杆4和第一十字件18而发生。当飞行员使控制杆8围绕第一转动轴线X运动时，第一摇杆4也被驱动成相对于支架1绕第一转动轴线X转动，由此，通过由第一十字件18形成的连接而起作用，从而驱动第一传动轴12绕第三轴线A转动运动。
该装置具有第二传动轴23，其通过围绕第六转动轴线D枢转的第六枢转连接件而直接连接到支架1。为此目的，第二传动轴23在支架1的底板2内的孔24中部分地延伸，并借助于共同轴上的两个滚动轴承25和27可枢转地安装在孔24内。
本实例中的第二传动轴23这样进行布置：第六轴线D相交于第一轴线X和第二轴线Y。本实例中的第二传动轴23还布置成这样：当控制杆8处于中性位置时(即，当含有第一轴线X和第二轴线Y的平面平行于底板2时)，第六轴线D正交于包含有第一轴线X和第二轴线Y的平面。
第六轴线D因此平行于第三轴线A，使得第一传动轴12和第二传动轴23彼此平行地延伸。
在本发明中，第二传动轴23具有第一端26。该第一端26具有直线的终端部分42和倾斜部分43，该倾斜部分43将直线终端部分42连接到第二轴23的第二端26。第一端26的直线终端部分42因此相对于第六轴线D和第二端26倾斜地延伸。
第二传动轴23的第二端26连接到与支架分离的第二马达组(未示出)。举例来说，第二轴23以与第一轴12连接到第一马达组相同的方式连接到第二马达组。本实例中的第二马达组与第一马达组相同。
由于第三轴线A和第六轴线D平行，并由于第一和第二马达组的输出轴分别位于第三轴线A和第六轴线D上，所以第一和第二马达组的输出轴同样地互相平行。
其结果，马达组与支架1分离，并布置成两个马达组在支架1底板下面彼此相邻地延伸。
第一实施例的装置因此是紧凑的。
该装置还具有第二连接机构，该第二连接机构将控制杆8连接到第二传动轴23，使得控制杆8围绕第二轴线Y的转动运动产生第二传动轴23围绕第六轴线D的转动运动。
较佳地，第二连接机构包括具有两个分支的第二十字件28，两个分支彼此垂直地延伸。
以特定的方式，第二连接机构借助于第七枢转连接件而直接连接到第二摇杆10，第七枢转连接具有第七转动轴线E，在本实例中第七转动轴线E与第一转动轴线X重合。为此目的，第二十字件28的第一分支29的第一端通过第一滚动轴承30安装在第二摇杆10的一个横向壁上，而第二十字件28的第一分支29的第二端通过第二滚动轴承31安装在第二摇杆10的另一个横向壁上，第一和第二滚动轴承30和31位于共同的轴上。其结果，第一十字件28的第一分支29在第二摇杆10内、在第二摇杆10的两个横向壁之间纵向地延伸。
本实例中的第二十字件28的第二分支33设置有沿着第二分支33一直延伸的中心孔。第二传动轴23通过围绕第八转动轴线F枢转的第八枢转连接件而直接地连接到第二十字件28。为此目的，第二传动轴23的倾斜的第一端26在第二分支33内延伸，并安装成通过位于同一轴上的两个滚动轴承34和35在第二分支33的中心孔中枢转。
根据本发明，该装置布置成这样：第八轴线F相对于第二轴线Y和第六轴线D倾斜，并相交于第一轴线X、第二轴线Y和第六轴线D。在本实例中，第二传动轴23的形状是这样的：倾斜的第一端26以25度延伸到第二传动轴23，因此第八轴线F在本实例中相对于第六轴线D以25度延伸。
因为第二传动轴23呈特别的倾斜形状，所以能够允许第二轴23和第二连接机构之间具有绕尤其是相对于第二轴线Y和第六轴线D倾斜的轴的枢转连接。
控制杆8和第二传动轴23之间的扭矩传递因此仅通过第二十字件28而发生。当飞行员使控制杆8围绕第二转动轴线Y运动时，控制杆8通过第二十字件28形成的连接而起作用，从而驱动第二传动轴23围绕第六轴线D转动运动。
因此，本发明第一实施例中的该装置仅具有八个枢转连接件和六个主元件(第一传动轴12、第二传动轴23、第一十字件18、第二十字件28、第一摇杆4和控制杆8)，同时仍然能使马达组与控制杆8相对于支架1的每个转动运动相关联。因此本发明第一实施例中的装置是简化的结构。
此外，该装置的各种元件仅通过滚动轴承彼此连接。这能简化装置并使装置更加可靠。具体来说，通过这种方式作用，不需采用可能出现夹住的齿轮传动或可能出现断裂的皮带传动。
该装置最好以此方式布置：第一轴线X、第二轴线Y、第六轴线D和第八轴线F在第一点O1处全都汇交，而第一轴线X、第三轴线X、第四轴线B和第五轴线C在第二点O2处全都汇交。
该装置的各个枢转轴因此仅在两个点O1和O2处汇交，因此能够具有特别紧凑的装置。
根据第一实施例的特殊方面，为了感测控制杆8围绕第一轴线X的枢转运动，并为了从中导出用来控制远处驾驶构件的指令，支架1的相对的横壁3a和3b分别承载两个电位计37a和37b。第一摇杆4的横壁6a和6b各承载相应的有齿段38a、38b，有齿段与支架1的对应横壁3a、3b的电位计37a、37b的输入轴合作，由此能使电位计感测第一摇杆4和由此的控制杆8围绕第一轴线X的运动。以同样的方式，为了感测控制杆8围绕第二轴线Y的枢转运动，并为了从中导出用来控制远处驾驶构件的指令，两个电位计40c、40d分别布置在第一摇杆4的纵向壁6c、6d上。第二摇杆10的每个纵向壁承载相应的有齿段41d、41d，有齿段与支架1的对应纵向壁6c、6d的电位计的输入轴合作，由此能使电位计感测第二摇杆10和由此的控制杆8围绕第二轴线Y的运动。
控制杆围绕第一轴线X和第二轴线Y的运动因此非常容易测量。
图7至10示出本发明的第二实施例。与第一实施例共同的元件给予相同的数字加上100。
在第二实施例中，控制杆108和第一传动轴112之间的连接如第一实施例中那样发生：控制杆108围绕第一轴线X的转动运动产生第一摇杆104围绕第一轴线X的对应的转动运动，由此，又产生第一传动轴112通过第一连接机构而围绕第三轴线A的转动运动。在该实例中，第一连接机构还包括单个零件150。在该实例中，零件150呈U形夹的形式，该U形夹具有底部170和从底部170对称地延伸出来的两个分支171、172。第一传动轴112借助于在共同轴上的两个滚动轴承173、174通过其直线的终端部分107安装在底部170上。分支的每个自由端通过滚动轴承安装在第一摇杆104的相应的纵向壁上，与分支的自由端相关联的滚动轴承位于共同的轴上。
第一传动轴112因此直接与第一连接机构转动连接，第一连接机构本身可直接与第一摇杆104转动连接。
然而，控制杆108和第二传动轴123之间的连接不同于第一实施例中的连接。
在第二实施例中，第二摇杆110不再固定到控制杆108上。控制杆108因此通过围绕第九轴线G枢转的第九枢转连接件而直接连接到第二摇杆110，第九轴线G正交于含有第一轴线X和第二轴线Y的平面。在该实例中，第九轴线G与第六轴线D重合。
此外，第二连接机构不再直接与第二摇杆110可转动地连接。具体来说，在该实例中，该装置具有平台151，其通过第十枢转连接件而直接连接到支架101，该枢转连接围绕与第二轴线Y重合的第十转动轴H枢转。第二摇杆110自身通过第十一枢转连接件而直接连接到平台151，在该实例中，该第十一枢转连接围绕与第一轴线X重合的第十一轴I枢转。第二连接机构因此直接安装到平台151上，以借助于围绕第一轴线X枢转的第七枢转连接实施枢转(而不是可枢转地直接安装到第二摇杆上)。第二传动轴123然而如第一实施例那样，可枢转地直接安装在第二连接机构上。在该实例中，第二连接机构还包括单个零件152。在该实例中，该零件152呈U形夹的形式，该U形夹具有底部175和从底部175对称地延伸出的两个分支176、177。第二传动轴123借助于位于共同轴上的两个滚动轴承178、179通过其直线的终端部分142安装在底部175上。分支的每个自由端通过滚动轴承安装在平台151相应的横壁上，与分支的自由端相关联的滚动轴承位于共同的轴上(如在图8中可更清晰地看见)。
因此，控制杆108围绕第二轴线Y的转动运动驱动第二摇杆110对应的转动运动，第二摇杆110对应的转动运动又驱动平台151对应的转动运动，平台151对应的转动运动又通过第二连接机构驱动第二传动轴123围绕第六轴线D的转动运动。
与第一实施例不同，本发明第二实施例中的装置能使控制杆108围绕第一轴线X的枢转运动与第二传动轴123围绕第六轴线D的枢转运动完全解耦。
此外，如在第一实施例中那样，第二实施例中装置的各个枢转轴仅在两个点O1和O2处相一致，由此能够具有特别紧凑的装置。
图11示出本发明的第三实施例。与第二实施例共同的元件被给予相同的数字加上100。
在该第三实施例中，第二传动轴223布置在该装置内，以使得第六轴线D基本上与第一轴线X重合(而在第一实施例中和第二实施例中，第六轴正交于由第一轴和第二轴形成的平面)。第二连接机构因此通过第七枢转连接件而直接安装成围绕平台251上的第七轴线E枢转，第七轴线E与第九轴线G重合(而不是如在本发明的第二实施例中那样与第一轴线X相一致)。然而，第二传动轴223如像在第二实施例中那样可枢转地直接安装在第二连接机构上。该实例中的第二连接机构也包括单个零件252。
因此，控制杆208围绕第二轴线Y的转动运动驱动第二摇杆210对应的转动运动，第二摇杆210对应的转动运动又驱动平台251对应的转动运动，平台251对应的转动运动又通过第二连接机构驱动第二传动轴223围绕第一轴线X的转动运动。
此外，第一传动轴212布置在该装置内，使得第三轴线A基本上与第九轴线E重合。第一连接机构因此通过第四枢转连接件而直接安装在控制杆208上，以便围绕第四轴线B枢转(而不是如在本发明的第二实施例中那样可枢转地安装到第一摇杆上)，在此示例中第四轴线B与第二轴线Y重合(而不是如在第二实施例中那样与第二轴平行)。然而，第一传动轴212如在第二实施例中那样可枢转地直接安装在第一连接机构上。在该实例中，第一连接机构还包括单个零件250。
因此，控制杆208绕第一轴线X的转动运动经由第一连接机构驱动第一传动轴212绕第九轴线G的转动运动。
第三实施例的装置布置成这样：所有的轴(第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴、第九轴、第十轴以及第十一轴)在单个点O处汇交。
因此，承载装置的各种主要元件的支架1是特别地紧凑。
由于第三轴线A和第六轴线D垂直，并由于第一和第二马达组的输出轴分别位于第三轴和第六轴上，第一和第二马达组的输出轴同样互相垂直。
因此，对于本发明的装置能够具有新的构造。
正如在第二实施例中那样，本发明第三实施例中的装置能够使控制杆208围绕第一轴线X的枢转运动完全与第二传动轴223围绕第六轴线D的枢转运动解耦。
图12至15示出本发明的第四实施例。与第一实施例共同的元件被给予相同的数字加上300。
在该第四实施例中，第一传动轴312布置在该装置内，使得第一传动轴的第三轴线A与第二传动轴323的第六轴线D重合。第二传动轴323因此通过第六枢转连接直接安装在第一传动轴312上，以绕第六轴线D枢转(而不是如在本发明的第一实施例中那样可枢转地安装在支架上)。
为此目的，在该实例中，第一传动轴312设置有中心孔，该中心孔沿着第一传动轴312一直延伸。第二传动轴323在第一传动轴312内部分地延伸，并通过滚动轴承367安装成在第一传动轴312的中心孔内枢转。
此外，在该第四实施例中，第一连接机构通过第四枢转连接件而直接安装在控制杆308上，以便围绕第四轴线B枢转(而不是如在本发明的第一实施例中那样可枢转地安装在第一摇杆上)，该实例中的第四轴线B与第二轴线Y重合(而不是如在本发明的第一实施例中那样平行于第二轴线Y)。
然而，第一传动轴312如在第一实施例中那样可枢转地直接安装在第一连接机构上。以优选的方式，第一连接机构包括单个零件361，其基本上呈U形夹的形式，该U形夹具有底部370和相对于底部370对称地延伸的两个分支371、372。第一传动轴312通过位于共同轴上的两个滚动轴承373、374由第五枢转连接安装在底部370上。分支的每个自由端通过滚动轴承由第四枢转连接安装到第二摇杆310的相应纵向壁上，与分支的自由端相关联的滚动轴承位于同一轴线上。
因此，借助于第一连接机构，控制杆308围绕第一轴线X的转动运动直接驱动第一传动轴312围绕第三轴线A的转动运动。
控制杆308和第二传动轴之间的连接如在第一实施例中那样设置：控制杆308围绕第二轴线Y的转动运动通过第二连接机构直接驱动第二传动轴323围绕第六轴线D的转动运动。以优选的方式，该实例中的第二连接机构包括十字件362，其具有如第一实施例中那样彼此垂直延伸的两个分支。因此，第二十字件362的第一分支365通过位于共同轴上的两个滚动轴承安装在第二平台310上，第二传动轴323的倾斜的第一端326在第二分支366内延伸，并借助于位于共同轴上的两个滚动轴承安装成可枢转。
第四实施例的装置这样进行布置：所有的轴(第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴以及第八轴)在单个点O处汇交。
因此，承载装置的各种主要元件的支架301是特别地紧凑。
由于第三轴和第六轴重合，并由于第一马达组和第二马达组的输出轴分别位于第三轴和第六轴上，所以第一和第二马达组的输出轴同样位于相同轴上。
其结果，马达组分开并布置成这样：两个马达组以一个在另一个下面的方式在支架301下方延伸。
第四实施例中的该装置能够使马达组相对于支架301以新颖的方式布置，这也成为特别紧凑的构造。
像本发明第一实施例中的装置一样，本发明第四实施例的装置具有八个枢转连接件和六个主要元件(第一传动轴312、第二传动轴323、第一杆361、第二杆362、第一摇杆304以及控制杆308)，同时能使一个马达组与控制杆相对于支架的每个转动运动相关联。第四实施例中的装置因此是简化的结构。
以特殊的方式，如在第一实施例中那样，为了感测控制杆308围绕第一轴线X的枢转运动，从而导出对远处驾驶构件的控制指令，两个电位计337a、337b分别由支架301的相对横向壁303a、303b承载。第一摇杆304的各个横向壁306a、306b承载相应的有齿段338a、338b，有齿段与支架301的对应横向壁303a、303b的电位计337a、337b的输入轴合作，因此能使电位计感测第一摇杆304以及由此的控制杆308围绕第一轴线X的运动。以同样的方式，为了感测控制杆308围绕第二轴线Y的枢转运动以便从中导出对于远处驾驶构件的指令，两个电位计340d(仅示出其中的一个)分别布置在第一摇杆304的纵向壁306d上。第二摇杆310的每个纵向壁承载相应的有齿段341d(仅示出其中的一个)，有齿段与第一摇杆304的对应纵向壁306d的电位计的输入轴合作，由此能使电位计感测第二摇杆310以及由此的控制杆308围绕第二轴线Y的运动。
图16至18示出第四实施例的装置的变体：借助于不同于电位计和有齿段之间关联的其他方式，感测控制杆围绕第一轴线X和第二轴线Y的运动。与第四实施例共同的元件被给予相同的数字加上1000。
第一摇杆1304通过位于共同轴上的两个滚动轴承1305a、1305b安装在支架1301上，轴承分别安装在支架1301的相对横向壁1303a、1303b上。第一摇杆1304具有两个贯穿孔1391a、1391b，它们穿过其横向壁1306a、1306b中的相应壁，所述两个孔位于与滚动轴承1305a、1305b共同的轴上，孔的直径比所述轴承的直径小。支架1301包括位于其横向壁1303a、1303b中的每一个上的相应的指形物1392a、1392b，指形物延伸入第一摇杆1304的对应横向壁的孔1391a、1391b内，并位于与两个滚动轴承1305a、1305b并因此与两个孔1391a、1391b相同的轴上。两个传感器轴承安装在支架1301的每个指形物和第一摇杆1304的对应孔之间，每个传感器轴承纳入一角度传感器。每个角度传感器1393a、1393b因此具有连接到支架101的对应指形物的非转动部分以及连接到第一摇杆1304的对应孔的转动部分。因此，对于控制杆1308围绕第一轴线X的枢转运动来说，传感器的静止部分和运动部分之间的共同合作能够感测第一摇杆1304以及由此的控制杆1308围绕第一轴线X的运动。
以同样的方式，对于控制杆1308围绕第二轴线Y的枢转运动来说，控制杆1308的第二摇杆1310通过位于共同轴上的两个滚动轴承1311c、1311d安装在第一摇杆1304上，两个滚动轴承分别固定到第一摇杆1304的相对的纵向壁1306c、1306d。第二摇杆1310具有两个贯穿孔1394c、1394d，它们穿过其横向壁的相应壁，所述两个孔位于与轴承1311c、1311d相同的轴线上，孔的直径比所述轴承的直径小。第一摇杆1304具有位于其各个纵向壁1306c、1306d上的对应的指形物1395c、1395d，指形物在第二摇杆1310的对应纵向壁的孔1394c、1394d内延伸，并位于与两个轴承1311c、1311d并因此与两个孔139c、1394d相同的轴上。两个轴承安装在第一摇杆1304的每个指形物和第二摇杆1310的对应孔之间，每个轴承包含一角度传感器。每个角度传感器1396c、1396d因此具有连接到对应第一摇杆1304的指形物的非转动部分以及连接到对应第二摇杆1310的对应孔的转动部分。因此，对于控制杆1308围绕第二轴线Y的枢转运动来说，传感器的静止部分和运动部分之间的共同合作用来感测第二摇杆1310以及由此的控制杆1308围绕第二轴线Y的运动。
在用来相应地提供支架1301和第一摇杆1304之间的枢转连接的滚动轴承处，以及在提供第二摇杆1310和第一摇杆1304之间的枢转连接的滚动轴承处，包含用来测量控制杆1308围绕第一轴线X和第二轴线Y枢转运动的装置，这能够使装置做得非常小的尺寸(差别可在图13和17之间看得很清楚)。此外，控制杆1308围绕第一轴线X和第二轴线Y枢转运动的测量更加精确。最后，第一摇杆1304、支架1301和第二摇杆1310之间的摩擦由于纳入角度传感器的轴承的存在而减小。
图19至21示出本发明的第五实施例。与第四实施例共同的元件被给予相同的数字加上100，而与第二实施例共同的元件被给予相同的数字加上300。
如在第四实施例中那样提供控制杆408和第一传动轴412之间的连接：控制杆408围绕第一轴线X的转动运动通过第一连接机构驱动第一传动轴412围绕第三轴线A的转动运动。较佳地，该实例中的第一连接机构包括第一杆461，其具有第一端和第二端，第一端围绕第四枢转连接件可枢转地安装在控制杆408上，而第二端是倾斜的，且通过第五枢转连接件可枢转地安装在第一传动轴412上。
然而，控制杆408和第二传动轴423之间的连接不同于第四实施例中的连接，基本上如第二实施例中的那样。
在第五实施例中，控制杆408通过围绕第九轴线G的第九枢转连接因此直接连接到第二摇杆410，第九轴线G正交于含有第一轴线X和第二轴线Y的平面。该实例中的第九轴线G与第六轴线D和第三轴线A重合。该装置还具有平台451，其通过第十枢转连接直接连接到支架401，以绕第十转动轴H枢转，第十转动轴H与第二轴线Y重合。第二摇杆410自身通过围绕第十一轴I的第十一枢转连接件而直接连接到平台451，在该实例中，第十一轴I与第一轴线X重合。
因此，第二连接机构通过第七枢转连接件而直接安装在第二摇杆410上，以围绕第一轴线X枢转。然而，第二传动轴423如第四实施例中那样可枢转地直接安装在第二连接机构上。以优选的方式，该实例中的第二连接机构包括第二杆462，其具有第一端和第二端，第一端通过第七枢转连接件可枢转地安装在第二摇杆410上，而第二端是倾斜的，且通过第八枢转连接件可枢转地安装在第二传动轴423上。
因此，控制杆408围绕第二轴线Y的转动运动驱动第二摇杆410对应的转动运动，而第二摇杆410对应的转动运动又经由第二连接机构驱动第二传动轴423围绕第六轴线D的转动运动。
第五实施例的装置这样进行布置：所有的轴(第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴、第九轴、第十轴以及第十一轴)在单个点O处汇交。
因此，承载装置的各种主要元件的支架401是特别地紧凑。
由于第三轴和第六轴重合并由于第一马达组和第二马达组的输出轴分别位于第三轴和第六轴上，所以第一和第二马达组的输出轴同样位于相同轴上。
其结果，马达组与支架分离开，并布置成这样：两个马达组以一个在另一个下面的方式在支架401底板下方延伸。
第五实施例中的该装置能够使马达组相对于支架301以新颖的方式布置，这也成为特别紧凑的构造。
与第一实施例和第四实施例不同，第五实施例的该装置能够使控制杆408围绕第一轴线X的枢转运动与第二传动轴423围绕第六轴线D的枢转运动完全地解耦。
当然，本发明不局限于所描述的实施例，对其可作出各种变化，而不会超越如权利要求书所定义的本发明的范围。
尤其是，尽管控制杆被描述为连接到第一马达构件和第二马达构件上，但也可构想控制杆连接到第三马达构件，用来控制所述控制杆围绕如下的轴的转动运动，在控制杆处于中性位置中时，该轴与第一轴线和第二轴线相交，并正交于由第一轴线和第二轴线形成的平面。
术语“中性位置”一般用来意指控制杆的某种位置，在该位置中，没有力作用在控制杆上，这样，如果装置用来立于平面表面上，则由第一轴线和第二轴线形成的平面会平行于所述表面。
尽管在该实例中每个马达构件包括多个电动机，但马达构件可包括用来产生机械扭矩的任何其他装置。因此，每个马达构件可包括一个三马达，而不是包括三个马达的马达组。每个马达构件可包括仅单个马达。
尽管在第一实施例中传动轴直接连接到对应马达组的输出轴上，但变体中的传动轴也可通过运动传递装置连接到所述输出轴上。传动轴可通过诸如螺栓连接的法兰那样的凹槽之外的任何已知的装置连接到马达的输出轴上。
尽管在该第一实施例中，传动轴中的一个的倾斜部分相对于对应传动轴的其余部分以25度延伸，但该倾斜部分的形状可以是这样：第五轴(或第八轴)最好在范围]X内延伸；相对于第三轴(或第六轴)的X[度。在以某种方式，能够改适第四实施例或第五实施例的操纵杆的每个倾斜部分的角度，以便获得第五轴或第八轴的理想的斜度角。一般来说，应对连接机构和/或传动轴选择特殊的形状，以便改适第五轴和第八轴的倾斜角度。
当然，在全部的本申请中，当两个零件相对于彼此可枢转地安装时，该安装可以是直接的(两个零件则相接触)或通过其他零件进行安装。
由枢转连接件相连接的一个零件或另一个零件同样可很好地承载滚动轴承或任何其他装置，用来在两个零件之间形成枢转连接。
通过可转动地引导并直接安装在支架上，或通过可转动地引导并安装在对应控制马达的定子上，传动轴可安装成相对于支架绕第三轴和第六轴线枢转。
尽管在本实例中控制杆围绕第一轴线X和第二轴线Y的枢转运动通过有齿段和电位计之间的合作来感测，但这些枢转运动也可用某些其他的方式来测量。角度传感器因此可直接布置在马达内，以与传动轴合作并测量传动轴围绕第三轴线A和第六轴线D的角度运动，这些角度运动可直接联系到操纵杆围绕第一轴线X和第二轴线Y的枢转运动。角度传感器还可布置在滚动轴承内，如对第四实施例的变体所描述的那样，滚动轴承提供装置的两个零件之间的枢转连接。
装置较佳地包括用来测量控制杆围绕第一轴线X和/或第二轴线Y的枢转运动的不同装置。这能够比较由这些不同装置提供的结果：如果太大的差异出现，则这可意味着某些装置已经失效，或装置的某些零件之间存在着不可忽略的松弛。
该装置还可包括一个或多个力传感器，用来测量飞行员施加到控制杆上的力。
在控制杆围绕第一轴线X的运动略微地耦合到第二传动轴围绕第六轴线D的枢转运动(如在第一实施例、第四实施例以及第四实施例变体中那样)的某些实施例中，马达组可构造成补偿返回到操作该控制杆的飞行员的力，以消除耦合的感觉。
第一种和第二种模式能使本发明的装置被纳入到驾驶舱的扶手内，尤其是在直升机中。第四种模式及其变体和第五种模式能使本发明的装置被纳入到驾驶舱的立柱内，尤其是在直升机中。
上述各个实施例(第一实施例、第二实施例、第四实施例、第四实施例的变体以及第五实施例)之间共有的各种元件最好是相同的，尤其是，马达组和滚动轴承最好是相同的。这能对业主提供多种不同的构造，这些构造在各种构造之间共同享有许多个零件。

Claims (11)

1.一种用于飞行器的飞行控制装置，该飞行控制装置包括与支架(1；101；201；301；401)相关联的控制杆(8；108；208；308；408)，所述支架承载：
·摇杆(4；104；204；304；404)，所述摇杆通过围绕第一轴线(X)的第一枢转连接件而连接到支架，控制杆通过围绕第二轴线(Y)的第二枢转连接件而连接到摇杆，第二轴线(Y)基本上垂直于第一轴线并与第一轴线相交；
·第一传动轴(12；112；212；312；412)，所述第一传动轴相对于支架可枢转地安装以围绕第三轴线(A)枢转，并连接到与支架分离的至少一个第一控制马达构件；
·第一连接机构，所述第一连接机构将控制杆连接到第一传动轴，以使得控制杆围绕第一轴线的转动运动产生第一轴围绕第三轴线的转动运动；
·第二传动轴(23；123；223；323；423)，所述第二传动轴相对于支架可枢转地安装以围绕第四轴线(D)枢转，并连接到与支架分离的至少一个第二控制马达构件；以及
·第二连接机构将控制杆连接到第二传动轴，使得控制杆围绕第二轴的转动运动产生第二轴围绕第四轴的转动运动；
第一轴和第一连接机构通过围绕第五轴线(C)的枢转连接件而彼此连接，第五轴线相对于第一轴线和第三轴线倾斜；第二轴和第二连接机构通过围绕第六轴线(F)的枢转连接件而彼此连接，第六轴线相对于第二轴线和第四轴线倾斜。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成：当控制杆处于中性位置中或基本上与第一轴线(X)重合时，第四轴线(D)基本上正交于由第一轴线(X)和第二轴线(Y)形成的平面。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成：当控制杆处于中性位置中时，第三轴线(A)基本上正交于包含第一轴线(X)和第二轴线(Y)的平面。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成：第一轴线(X)、第二轴线(Y)、第四轴线(D)以及第六轴线(F)在第一点处基本上汇交，而第一轴、第三轴线(A)以及第五轴线(C)在第二点处基本上汇交。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成：第一轴线(X)、第二轴线(Y)、第三轴线(A)、第四轴线(D)、第五轴线(C)以及第六轴线(F)全在单个点处汇交。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成：当控制杆处于中性位置中时，第三轴线(A)和第四轴线(D)基本上平行，并且两者基本上正交于由第一轴线(X)和第二轴线(Y)形成的平面。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一机构布置成通过摇杆(4；104)将第一轴(12；112)连接到控制杆(8；108)。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成这样：第三轴线(A)和第四轴线(D)基本上彼此垂直。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置布置成：当控制杆处于中性位置中时，第三轴线(A)和第四轴线(D)基本上重合，并基本上正交于包含第一轴线(X)和第二轴线(Y)的平面。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括平台(151；251；451)和第二摇杆(110；210；410)，所述平台通过围绕第二轴线(Y)的第七枢转连接件而连接到支架(101；201；401)，第二摇杆自身通过围绕第一轴线(X)的第八枢转连接件而连接到平台，控制杆然后通过围绕第九轴线(G)的第九枢转连接件而连接到第二摇杆，当控制杆处于中性位置中时，第九轴线(G)基本上与第一轴线和第二轴线相一致，并基本上正交于包含第一轴线和第二轴线的平面。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二机构布置成通过平台(251；351)将第二轴(223；323)连接到控制杆(208；308)。
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