本發(fā)明涉及飛機(jī)剎車系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種用于飛機(jī)剎車系統(tǒng)的指令傳感器。

背景技術(shù)：

參見(jiàn)圖1，指令傳感器是飛機(jī)電子防滑剎車系統(tǒng)中的一種附件，指令傳感器與腳蹬進(jìn)行鉸接連接。工作時(shí)，駕駛員踩下腳蹬，腳蹬受到駕駛員給出的作用力，該作用力帶動(dòng)與腳蹬鉸接的指令傳感器運(yùn)動(dòng)，指令傳感器受到腳蹬傳遞的作用力，輸出一個(gè)與位移成比例的電壓信號(hào)。這個(gè)電壓信號(hào)被提供給防滑控制器,剎車系統(tǒng)防滑控制器根據(jù)這個(gè)指令信號(hào)控制剎車壓力。

但是，指令傳感器存在以下幾個(gè)問(wèn)題，第一，體積較大，給安裝空間提出了更高的要求；第二、現(xiàn)有指令傳感器采用活塞接觸配合式結(jié)構(gòu)，使用中容易發(fā)生卡滯；第三，指令傳感器沒(méi)有力感，必須與指令傳感器并聯(lián)安裝彈簧，增加了安裝體積和安裝重量；第四，指令傳感器在實(shí)際使用時(shí)一般都不是直線運(yùn)動(dòng)，而是近似于直線運(yùn)動(dòng)的圓弧運(yùn)動(dòng)，容易產(chǎn)品側(cè)向力。

經(jīng)檢索，有個(gè)實(shí)用新型編號(hào)：CN204718618U，名稱“一種雙余度抗振型剎車指令傳感器”，這個(gè)實(shí)用新型保護(hù)的指令傳感器，第一，這個(gè)指令傳感器的組成和結(jié)構(gòu)，這個(gè)實(shí)用新型采用的是活塞結(jié)構(gòu)，工作時(shí)的摩擦力大，體積大，這個(gè)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有引入球和導(dǎo)軌的導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)。第二，這個(gè)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有將力感結(jié)構(gòu)集成到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，需要靠外力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品機(jī)械行程的回位。第三，并沒(méi)有提出設(shè)計(jì)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的

提出一種解決上述技術(shù)問(wèn)題的指令傳感器及重要參數(shù)的確定方法。

技術(shù)方案內(nèi)容

參見(jiàn)圖2，一種指令傳感器，包括左支架1、鎖緊螺母12、螺套4、螺母5、活塞2、殼體6、蓋板7、右支架8；左支架1與活塞2之間使用螺紋配合，并用鎖緊螺母12固定，右支架8、殼體6和后蓋板7組成一體式結(jié)構(gòu)；殼體6左端裝有彈簧10，通過(guò)螺套4與螺母5配合實(shí)現(xiàn)力感調(diào)整，通過(guò)活塞2上的鎖緊螺母12調(diào)整指令傳感器的零位電壓；蓋板7固定拉線式線位移傳感器9的輸出端；在殼體6內(nèi)腔加工兩條對(duì)稱的軌道槽，鋼球11以嵌套的方式放置于活塞2球窩內(nèi)，指令傳感器運(yùn)動(dòng)時(shí)鋼球11沿著軌道滾動(dòng)，鋼球11起到定位作用；拉線式線位移傳感器9兩端采用萬(wàn)向結(jié)固連。

優(yōu)選地，指令傳感器設(shè)置采用兩條拉線式線位移傳感器的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)余度功能。

優(yōu)選地，在活塞2與螺套4之間采用皮碗狀橡膠套3防塵。

指令傳感器的設(shè)計(jì)參數(shù)的確定方法，所述的設(shè)計(jì)參數(shù)包括拉線式線位移傳感器、指令傳感器內(nèi)部彈簧、確定鋼球與軌道參數(shù)，具體步驟如下：

步驟一、確定指令傳感器的行程與電壓的關(guān)系

指令傳感器總設(shè)計(jì)行程為30mm，當(dāng)飛行員沒(méi)有踩剎車腳蹬時(shí)，產(chǎn)品為初始電壓，飛行員踩剎車腳蹬，輸出電壓隨著踩剎車腳蹬力的變大而變大；

指令傳感器空行程兩通道對(duì)應(yīng)的電壓(1.8±0.1)VDC，工作行程27mm時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓為(5.6±0.1)VDC；允許飛行員剎車腳蹬踩到30mm時(shí)，指令傳感器輸出(5.6±0.1)VDC的電壓信號(hào)；

步驟二、確定指令傳感器內(nèi)部彈簧參數(shù)

1本發(fā)明中的彈簧參數(shù)需滿足以下四項(xiàng)要求：

1)指令傳感器最小操縱力P_min＝110N；

2)指令傳感器最大操縱力P_max＝245N；

3)指令傳感器工作行程S＝27mm-30mm，空行程n_z＝2mm；

4)彈簧長(zhǎng)度及外徑由殼體6結(jié)構(gòu)決定；

最終確定選用彈簧的型號(hào)；

步驟三、確定球與軌道參數(shù)

1根據(jù)殼體和活塞的厚度尺寸，確定鋼球的大小，

2軌道參數(shù)

為了保證鋼球與軌道充分接觸，軌道采用半徑為R1.6的軌道，軌道長(zhǎng)度由產(chǎn)品最大行程決定；

3確定軌道和鋼球數(shù)量

采用兩個(gè)鋼球定位可以固定扭動(dòng)力矩，軌道和鋼球數(shù)量增加使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)定位。

發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)

本發(fā)明結(jié)構(gòu)集成度極高，具有力感特性、產(chǎn)品工作行程大和安裝距離短的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖

圖3拉線式線位移傳感器工作原理圖

具體實(shí)施方式

本實(shí)例是某型飛機(jī)剎車系統(tǒng)一種指令傳感器的設(shè)計(jì)過(guò)程。本發(fā)明采用電位計(jì)式位移傳感器工作原理，獲得指令傳感器重要參數(shù)的確定方法。

步驟一、確定指令傳感器的行程與電壓的關(guān)系

指令傳感器總設(shè)計(jì)行程為30mm，當(dāng)飛行員沒(méi)有踩剎車腳蹬時(shí)，產(chǎn)品為初始電壓，飛行員踩剎車腳蹬，輸出電壓變大；

參見(jiàn)圖3，本發(fā)明的空行程，按照mm設(shè)計(jì)，指令傳感器空行程兩通道對(duì)應(yīng)的電壓(1.8±0.1)VDC，工作行程27mm時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓為(5.6±0.1)VDC。允許飛行員剎車腳蹬踩到最大時(shí)，即把剎車腳蹬踩到30mm時(shí)，指令傳感器輸出(5.6±0.1)VDC的電壓信號(hào)，工作行程27mm后再增加時(shí)，指令傳感器輸出的電壓信號(hào)為(5.6±0.1)VDC，電壓信號(hào)不再增加。

步驟二、確定指令傳感器內(nèi)部彈簧參數(shù)

1本發(fā)明中的彈簧參數(shù)需滿足以下四項(xiàng)要求：

1)指令傳感器最小操縱力P_min＝110N；

2)指令傳感器最大操縱力P_max＝245N；

3)指令傳感器工作行程S＝27mm(最大行程可至30mm)，空行程n_z＝2mm；

4)彈簧長(zhǎng)度及外徑由殼體6結(jié)構(gòu)決定(殼體6可安裝的空間尺寸為預(yù)壓縮后長(zhǎng)度為37mm，考慮到彈簧力調(diào)整時(shí)需要增加墊片，預(yù)留3mm可調(diào)空間)

2由此進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算：

按照工程使用經(jīng)驗(yàn)采用65Si2MnWA鋼絲制，選取180℃下的標(biāo)準(zhǔn)簧，若無(wú)合適標(biāo)準(zhǔn)簧，設(shè)計(jì)專用簧。

確定彈簧剛度：k＝(P_max-P_min)÷S＝(245-110)÷27＝5N/mm

最小操縱力時(shí)彈簧變形量：110/5＝22mm

彈簧高度：22+73-3＝92mm

彈簧外徑：≤40mm

基于以上計(jì)算結(jié)果，參考彈簧標(biāo)準(zhǔn)HB 3-53-2008，選擇合適的彈簧參數(shù)如下：

彈簧參數(shù)為：d＝3.5mm，Dw＝38mm，單圈變形量f＝8.3mm，節(jié)距t＝12.7mm，Pg＝271N，Pc＝282N。

重新核實(shí)標(biāo)準(zhǔn)簧數(shù)據(jù)是否滿足需求：

確定彈簧剛度：k＝(P_max-P_min)÷S＝(245-110)÷27＝5N/mm

總變形量△S：

△S＝Pc÷k＝282÷5＝56.4mm

工作圈數(shù)n：

n＝△S÷f＝56.4÷8.3＝6.795

自由高度H₀：

H₀＝t×n+(n_z-0.5)×d＝6.795×12.7+(2-0.5)×3.5＝91.55mm

最大操縱力時(shí)彈簧變形量：22+30＝52mm＜允許變形量56.4mm

最終確定彈簧為：HB3－53－3.5×38×92－Ⅰ180。

步驟三、確定球與軌道參數(shù)

1確定鋼球的大小

鋼球直徑大，活塞不能固定鋼球，鋼球直徑小，起不到鋼球應(yīng)有的作用，本發(fā)明中選用的鋼球。

2鋼球的固定

在活塞上用的錐形孔，孔深1.7mm，可以使的鋼球

在一周范圍內(nèi)受力、保證鋼球受力均勻，保證固定的剛球，

3軌道參數(shù)

為了保證的剛球與軌道充分接觸，軌道采用半徑為R1.6的軌道，即可以保證剛球與軌道充分接觸，又能避免剛球與軌道間發(fā)生卡死現(xiàn)象。軌道長(zhǎng)度由產(chǎn)品最大行程決定，鋼球初始位置的距離決定、軌道太小達(dá)不到鋼球運(yùn)動(dòng)的效果，如果太大，活塞無(wú)法完成定位。

本發(fā)明中：活塞行程是30，軌道長(zhǎng)度是28，活塞上用R1.6孔固定球，用點(diǎn)和軌道結(jié)合的結(jié)構(gòu)控制以達(dá)到剛球軌跡可控的目的。

4確定軌道和鋼球數(shù)量

采用兩個(gè)鋼球定位的原因。兩個(gè)點(diǎn)可以固定扭動(dòng)力矩，如果用4個(gè)容易形成一個(gè)過(guò)定位。

通過(guò)以上三步，確定了指令傳感器的拉線式線位移傳感器、指令傳感器內(nèi)部彈簧、確定鋼球與軌道參數(shù)。