Приводное устройство узла, управляемое автоматически или вручную, с обнаружением перехода на ручное управление

Изобретение относится к приводным устройствам или приводам для управления полетом. Устройство содержит электрический двигатель, связанный с автопилотом посредством трансмиссионной цепи, состоящей из высокоскоростного и низкоскоростного участков, соединенных с помощью редуктора. Высокоскоростной участок состоит из первого и второго элементов передачи вращения, средства обнаружения углового смещения, фрикционное средство и промежуточное средство сцепления. Первый и второй элементы вращения представляют из себя диски, расположенные друг против друга и соединенные системой нажимных роликов. Средство обнаружения углового смещения состоит из проводящих дорожек, неподвижного коллектора, соединенного с корпусом, проводящих пластин, щеток. Проводящие дорожки находятся на обеих сторонах первого диска и одной стороне второго, обращенной к первому диску. Проводящие пластины связаны с дорожками первого и второго дисков. Щетки соединены с неподвижным коллектором и трутся по проводящим дорожками первого диска. Фрикционное средство является ленточным. Средство сцепления является сцеплением или муфтой холостого хода. Обеспечивается деактивация автопилота при воздействии пилота на устройство ручного управления. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к приводному устройству или приводу, в частности, для узла управления полетом. Привод входит, например, в состав летательного аппарата, такого как вертолет, и может содержать несколько подвижных частей, таких как электрический двигатель. Привод является, например, компенсатором или триммером.

Как правило, такой привод содержит электрический двигатель, выполненный с возможностью соединения с устройством автоматического пилотирования (автопилотом) и соединенный через трансмиссионную цепь с выходным валом привода, который, в свою очередь, соединен с ручкой управления, таким как рычаг и/или рули летательного аппарата. Трансмиссионная цепь включает в себя редуктор, который делит трансмиссионную цепь на высокоскоростной участок со стороны двигателя и низкоскоростной участок со стороны выходного вала привода.

Высокоскоростной участок содержит магнитофрикционное средство, с которым двигатель связан через систему зубчатого колеса и червячной передачи, и промежуточное средство сцепления типа сцепления или муфты холостого хода.

Низкоскоростной участок содержит средство деактивации устройства автоматического пилотирования, при этом средство деактивации содержит:

- первый диск, неподвижно соединенный с одним из элементов редуктора,

- второй диск, соединенный со средством сцепления,

- пружину кручения, соединяющую диски для обеспечения углового смещения первого диска по отношению ко второму диску, когда передаваемый крутящий момент достигает заранее определенного порога,

- переключатели, соединенные с устройством автоматического пилотирования и взаимодействующие с дисками при угловом смещении для обеспечения обнаружения указанного углового смещения.

В режиме автоматического пилотирования электрический двигатель является приводным элементом трансмиссионной цепи, тогда как при ручном пилотировании приводом трансмиссионной цепи является инструмент управления. Во время перехода из автоматического режима в ручной режим необходимо, чтобы обнаружение перехода на ручное управление пилотом происходило как можно раньше, чтобы устройство автоматического пилотирования не мешало действиям пилота. Следовательно, средство деактивации устройства автоматического пилотирования должно выдавать в устройство автоматического пилотирования информацию о переходе управления к пилоту, как только пилот начинает действовать усилием, противодействующим усилию, создаваемому устройством автоматического пилотирования, то есть как только появляется угловое смещение между дисками. Однако существующая конструкция средства деактивации, которое должно дополнительно обеспечивать передачу больших крутящих моментов, делает достижение такой точности сложным и дорогим.

Задача изобретения состоит в создании средства, позволяющего устранить вышеуказанный недостаток.

В связи с этим объектом изобретения является приводное устройство узла, содержащее электрический двигатель, выполненный с возможностью соединения с устройством автоматического пилотирования и соединенный через трансмиссионную цепь с выходным валом привода, который, в свою очередь, соединен с инструментом управления и/или с узлом, при этом трансмиссионная цепь включает в себя редуктор, разделяющий трансмиссионную цепь на высокоскоростной участок со стороны двигателя и низкоскоростной участок со стороны выходного вала приводного устройства. Высокоскоростной участок содержит средство деактивации устройства автоматического пилотирования. Средство деактивации содержит:

- первый элемент, неподвижно соединенный с первой частью высокоскоростного участка,

- второй элемент, неподвижно соединенный со второй частью высокоскоростного участка и связанный с первым элементом для обеспечения углового смещения первого элемента по отношению ко второму элементу, когда передаваемый момент достигает заранее определенного порога,

- средство обнаружения углового смещения, связанное с устройством автоматического пилотирования.

Первый элемент и второй элемент представляют собой диски, расположенные друг против друга и связанные друг с другом при помощи частично отключаемого элемента передачи вращения. Первый диск содержит первые проводящие дорожки, с которыми связан первый конец пластин, второй конец которых трется по проводящей дорожке, выполненной на стороне второго диска, противоположной первому диску. Средство обнаружения содержит неподвижный коллектор, содержащий щетки, трущиеся по вторым проводящим дорожкам первого диска.

Таким образом, средство деактивации расположено на участке трансмиссионной цепи, в котором крутящий момент является наименьшим, а амплитуда вращения является наибольшей при данном перемещении инструмента управления. За счет этого облегчается обнаружение углового смещения.

Кроме того, обнаружение углового смещения происходит просто за счет установления электрического контакта между элементами средства деактивации, совершающими относительное движение. Эта конструкция средства обнаружения позволяет также исключительно просто решить проблему основного воздействия на электрическое питание указанных элементов за счет их монтажа в высокоскоростном участке, то есть размаха вращений элементов этого участка.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частных неограничивающих вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг.1 схематично показано приводное устройство в соответствии с изобретением, вид в вертикальном разрезе;

на фиг.2 показано средство деактивации, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг.3 частично и схематично показана деталь средства деактивации.

Описанное и представленное на указанных фигурах изобретение представляет собой приводное устройство летательного аппарата и, в частности, устройство триммера.

Таким образом, заявленное приводное устройство предназначено для установки на борту летательного аппарата и соединено с управляемым узлом, содержащим, например, подвижные поверхности летательного аппарата. Изобретение не касается соединения приводного устройства с указанными подвижными поверхностями, которое осуществляют известным образом, поэтому в рамках заявки оно подробно не рассматривается.

Приводное устройство в соответствии с изобретением содержит корпус 100, на котором закреплен электрический двигатель 1, соединенный с устройством 2 автоматического пилотирования (автопилотом), а также связанный через трансмиссионную цепь, обозначенную общей позицией 3, с выходным валом 4, который, в свою очередь, соединен с инструментом 5 управления.

Трансмиссионная цепь 3 включает в себя редуктор 6, который делит трансмиссионную цепь 3 на высокоскоростной участок 3.1 со стороны двигателя 1 и на низкоскоростной участок 3.2 со стороны выходного вала 4 приводного устройства.

Высокоскоростной участок 3.1 содержит червяк 7, неподвижно соединенный с выходным валом двигателя 1 и зацепляющийся с зубчатым колесом 8, установленным на первом промежуточном валу 9. Первый промежуточный вал 9 проходит через фрикционное средство 10 и доходит до конца средства 11 сцепления, противоположный конец которого соединен со вторым промежуточным валом 12, связанным с высокоскоростной ступенью редуктора 6, низкоскоростная ступень которого связана с выходным валом 4 приводного устройства, образуя вместе, таким образом, низкоскоростной участок 3.2. Валы, входящие в состав трансмиссионной цепи 3, установлены на корпусе 100 известным образом при помощи опорных подшипников, обеспечивающих их направление во вращении. Узел зубчатого колеса 8 и червяка 7 обеспечивает необратимую передачу движения от двигателя 1 на промежуточный вал 9. Фрикционное средство 10 само по себе известно и предназначено для противодействия повороту промежуточного вала 9 и, следовательно, всей трансмиссионной цепи 3 и инструмента 5 управления. Это позволяет улучшить ощущения пилота во время пилотирования и удерживать положение инструмента 5 управления при отсутствии усилия, действующего со стороны пилота или со стороны двигателя 1 на трансмиссионную цепь 3. Средство 11 сцепления тоже само по себе известно и является, например, средством типа сцепления или муфты холостого хода и позволяет ограничить возможное влияние постоянного бокового ветра на трансмиссионную цепь 3.

Кроме того, высокоскоростной участок 3.1 содержит средство 13 деактивации устройства 2 автоматического пилотирования. В данном случае промежуточный вал 12 состоит из двух частей 12.1, 12.2, между которыми установлено средство 13 деактивации, которое содержит:

- первый диск 14.1, неподвижно соединенный с первой частью 12.1,

- второй диск 14.2, неподвижно соединенный со второй частью 12.2 и связанный с первым диском 14.1 для обеспечения углового смещения первого диска 14.1 относительно второго диска 14.2, когда передаваемый крутящий момент достигает заранее определенного порога. Такой момент появляется, когда автопилот 2 является активным и задает движение трансмиссионной цепи 3 через двигатель 1 и когда пилот воздействует на инструмент 5 управления, противодействуя указанному движению.

Передачу крутящего момента до заранее определенного порога обеспечивает система нажимных роликов. Эта система содержит колесо 15 с периферическими нажимными роликами 16, с которым неподвижно соединен диск 14.1 и ролики 16 которого опираются в радиальном направлении на цилиндрическую поверхность 17, принадлежащую к опоре 19, неподвижно соединенной с диском 14.2. Цилиндрическая поверхность 17 содержит гнезда 18, в которые частично заходят ролики 16. Ролики 16 остаются в гнездах 18 и связывают во вращении диски, пока передаваемый крутящий момент остается ниже заранее определенного порога. Когда передаваемый крутящий момент становится выше заранее определенного порога, вращение колеса 15 и сопротивление вращению опоры цилиндрической поверхности 17 (или наоборот) заставляет ролики 16 выйти из гнезд 18, что приводит к угловому смещению дисков 14.1, 14.2.

Средство 13 деактивации содержит средство обнаружения углового смещения, который связан с устройством 2 автоматического пилотирования и который работает за счет установления электрических контактов между проводящими дорожками, выполненными на дисках 14.1, 14.2.

Так, диск 14.1 содержит с одной стороны напротив диска 14.2 поверхность, на которой выполнены проводящие дорожки 20.1, и с противоположной стороны - второй набор проводящих дорожек 20.3. Проводящие дорожки 20.1 и 20.3 связаны электрически друг с другом.

Напротив дорожек 20.1 диска 14.1 диск 14.2 содержит поверхность, на которой выполнены проводящие дорожки 20.2.

Кроме того, диск 14.1 оснащен пластинами 21, каждая из которых имеет свободный конец, трущийся по проводящим дорожкам 20.2 диска 14.2, и противоположный конец, связанный с одной из проводящих дорожек 20.1, выполненных на диске 14.1.

Средство обнаружения содержит неподвижный коллектор 22, неподвижно соединенный с корпусом 100 и содержащий щетки 23, трущиеся по проводящим дорожкам 20.3 первого диска 14.1.

Щетки 23 соединены с автопилотом 2 и находятся под напряжением. Проводящие дорожки 20.1, 20.2 выполнены таким образом, чтобы при угловом смещении дисков относительно друг друга пластины 21 устанавливали электрические контакты между проводящими дорожками 20.1, 20.2, обеспечивая прохождение тока между щетками 23. Таким образом, автопилот получает информацию о том, что пилот противодействует движению, задаваемому автопилотом 2, и отключается, пока пилот его опять не активирует.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанным вариантом осуществления и охватывает любую версию, не выходящую за рамки объема, определенного формулой изобретения.

В частности, средство деактивации может иметь конструкцию, отличную от описанной, и может, например, вместо системы нажимных роликов содержать торсионную тягу или аналогичный элемент.

Приводное устройство тоже может иметь конструкцию, отличную от описанной, в частности, что касается расположения или присутствия различных элементов, входящих в состав трансмиссионной цепи.

Фрикционное средство может быть ленточным средством.

1. Приводное устройство узла, содержащее электрический двигатель (1), выполненный с возможностью соединения с устройством (2) автоматического пилотирования и связанный посредством трансмиссионной цепи (3) с выходным валом (4), связанным с инструментом (5) управления, при этом трансмиссионная цепь включает в себя редуктор (6), разделяющий трансмиссионную цепь на высокоскоростной участок (3.1) со стороны двигателя и низкоскоростной участок (3.2) со стороны выходного вала привода, отличающееся тем, что высокоскоростной участок содержит средство (13) деактивации устройства автоматического пилотирования, при этом средство деактивации содержит:
- первый элемент (14.1), неподвижно соединенный с первой частью (12.1) высокоскоростного участка,
- второй элемент (14.2), неподвижно соединенный со второй частью (12.2) высокоскоростного участка и связанный с первым элементом с возможностью обеспечения углового смещения первого элемента по отношению ко второму элементу, когда передаваемый момент достигает заранее определенного порога,
- средство (19) обнаружения углового смещения, связанное с устройством автоматического пилотирования, при этом первый элемент и второй элемент представляют собой диски, расположенные друг против друга и связанные друг с другом при помощи частично отключаемого элемента передачи вращения, а именно первый диск (14.1), содержащий с одной стороны проводящие дорожки (20.1) и с другой стороны второй набор проводящих дорожек (20.3), и второй диск (14.2), содержащий на своей стороне, обращенной к первому диску (14.1), набор проводящих дорожек (20.2), при этом дорожки (20.1) первого диска связаны с первым концом проводящих пластин (21), противоположный конец которых трется по дорожкам (20.2) второго диска, при этом средство обнаружения содержит неподвижный коллектор (22), неподвижно соединенный с корпусом (100) и содержащий щетки (23), трущиеся по проводящим дорожкам (20.3) первого диска (14.1).

2. Устройство по п.1, в котором частично отключаемый элемент передачи вращения является системой нажимных роликов (15, 16, 17, 18).

3. Устройство по п.1, в котором высокоскоростной участок (3.1) содержит фрикционное средство (10) и промежуточное средство (11) сцепления.

4. Устройство по п.3, в котором фрикционное средство (10) является ленточным средством.

5. Устройство по п.3, в котором средство (11) сцепления является сцеплением или муфтой холостого хода.