一种指令传感器及其设计参数的确定方法技术

本发明专利技术涉及一种指令传感器及其设计参数的确定方法，包括左支架(1)、锁紧螺母(12)、活塞(2)、壳体(6)、盖板(7)、右支架(8)；左支架(1)与活塞(2)之间使用螺纹配合，并用锁紧螺母(12)固定，右支架(8)、壳体(6)和后盖板(7)组成一体式结构；壳体(6)左端装有弹簧(10)，通过螺套(4)与螺母(5)配合实现力感调整，通过活塞(2)上的锁紧螺母(12)调整指令传感器的零位电压；盖板(7)固定拉线式线位移传感器(9)的输出端；在壳体(6)内腔加工两条对称的轨道槽，钢球(11)以嵌套的方式放置于活塞(2)球窝内，指令传感器运动时钢球(11)沿着轨道滚动。本发明专利技术结构集成度极高，具有力感特性、产品工作行程大和安装距离短的特点。

Instruction sensor and method for determining design parameter thereof

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u6307\u4ee4\u4f20\u611f\u5668\u53ca\u5176\u8bbe\u8ba1\u53c2\u6570\u7684\u786e\u5b9a\u65b9\u6cd5\uff0c\u5305\u62ec\u5de6\u652f\u67b6(1)\u3001\u9501\u7d27\u87ba\u6bcd(12)\u3001\u6d3b\u585e(2)\u3001\u58f3\u4f53(6)\u3001\u76d6\u677f(7)\u3001\u53f3\u652f\u67b6(8)\uff1b\u5de6\u652f\u67b6(1)\u4e0e\u6d3b\u585e(2)\u4e4b\u95f4\u4f7f\u7528\u87ba\u7eb9\u914d\u5408\uff0c\u5e76\u7528\u9501\u7d27\u87ba\u6bcd(12)\u56fa\u5b9a\uff0c\u53f3\u652f\u67b6(8)\u3001\u58f3\u4f53(6)\u548c\u540e\u76d6\u677f(7)\u7ec4\u6210\u4e00\u4f53\u5f0f\u7ed3\u6784\uff1b\u58f3\u4f53(6)\u5de6\u7aef\u88c5\u6709\u5f39\u7c27(10)\uff0c\u901a\u8fc7\u87ba\u5957(4)\u4e0e\u87ba\u6bcd(5)\u914d\u5408\u5b9e\u73b0\u529b\u611f\u8c03\u6574\uff0c\u901a\u8fc7\u6d3b\u585e(2)\u4e0a\u7684\u9501\u7d27\u87ba\u6bcd(12)\u8c03\u6574\u6307\u4ee4\u4f20\u611f\u5668\u7684\u96f6\u4f4d\u7535\u538b\uff1b\u76d6\u677f(7)\u56fa\u5b9a\u62c9\u7ebf\u5f0f\u7ebf\u4f4d\u79fb\u4f20\u611f\u5668(9)\u7684\u8f93\u51fa\u7aef\uff1b\u5728\u58f3\u4f53(6)\u5185\u8154\u52a0\u5de5\u4e24\u6761\u5bf9\u79f0\u7684\u8f68\u9053\u69fd\uff0c\u94a2\u7403(11)\u4ee5\u5d4c\u5957\u7684\u65b9\u5f0f\u653e\u7f6e\u4e8e\u6d3b\u585e(2)\u7403\u7a9d\u5185\uff0c\u6307\u4ee4\u4f20\u611f\u5668\u8fd0\u52a8\u65f6\u94a2\u7403(11)\u6cbf\u7740\u8f68\u9053\u6eda\u52a8\u3002 The invention has the advantages of high structural integration, force sensing characteristic, large product work stroke and short installation distance.

【技术实现步骤摘要】
一种指令传感器及其设计参数的确定方法
本专利技术涉及飞机刹车系统领域，具体是一种用于飞机刹车系统的指令传感器。
技术介绍
参见图1，指令传感器是飞机电子防滑刹车系统中的一种附件，指令传感器与脚蹬进行铰接连接。工作时，驾驶员踩下脚蹬，脚蹬受到驾驶员给出的作用力，该作用力带动与脚蹬铰接的指令传感器运动，指令传感器受到脚蹬传递的作用力，输出一个与位移成比例的电压信号。这个电压信号被提供给防滑控制器,刹车系统防滑控制器根据这个指令信号控制刹车压力。但是，指令传感器存在以下几个问题，第一，体积较大，给安装空间提出了更高的要求；第二、现有指令传感器采用活塞接触配合式结构，使用中容易发生卡滞；第三，指令传感器没有力感，必须与指令传感器并联安装弹簧，增加了安装体积和安装重量；第四，指令传感器在实际使用时一般都不是直线运动，而是近似于直线运动的圆弧运动，容易产品侧向力。经检索，有个技术编号：CN204718618U，名称“一种双余度抗振型刹车指令传感器”，这个技术保护的指令传感器，第一，这个指令传感器的组成和结构，这个技术采用的是活塞结构，工作时的摩擦力大，体积大，这个结构并没有引入球和导轨的导向和定位机构。第二，这个结构并没有将力感结构集成到产品设计中，需要靠外力实现产品机械行程的回位。第三，并没有提出设计方法。
技术实现思路
专利技术目的提出一种解决上述技术问题的指令传感器及重要参数的确定方法。技术方案内容参见图2，一种指令传感器，包括左支架1、锁紧螺母12、螺套4、螺母5、活塞2、壳体6、盖板7、右支架8；左支架1与活塞2之间使用螺纹配合，并用锁紧螺母12固定，右支架8、壳体6和后盖板7组成一体式结构；壳体6左端装有弹簧10，通过螺套4与螺母5配合实现力感调整，通过活塞2上的锁紧螺母12调整指令传感器的零位电压；盖板7固定拉线式线位移传感器9的输出端；在壳体6内腔加工两条对称的轨道槽，钢球11以嵌套的方式放置于活塞2球窝内，指令传感器运动时钢球11沿着轨道滚动，钢球11起到定位作用；拉线式线位移传感器9两端采用万向结固连。优选地，指令传感器设置采用两条拉线式线位移传感器的结构来实现余度功能。优选地，在活塞2与螺套4之间采用皮碗状橡胶套3防尘。指令传感器的设计参数的确定方法，所述的设计参数包括拉线式线位移传感器、指令传感器内部弹簧、确定钢球与轨道参数，具体步骤如下：步骤一、确定指令传感器的行程与电压的关系指令传感器总设计行程为30mm，当飞行员没有踩刹车脚蹬时，产品为初始电压，飞行员踩刹车脚蹬，输出电压随着踩刹车脚蹬力的变大而变大；指令传感器空行程两通道对应的电压(1.8±0.1)VDC，工作行程27mm时对应的输出电压为(5.6±0.1)VDC；允许飞行员刹车脚蹬踩到30mm时，指令传感器输出(5.6±0.1)VDC的电压信号；步骤二、确定指令传感器内部弹簧参数1本专利技术中的弹簧参数需满足以下四项要求：1)指令传感器最小操纵力Pmin＝110N；2)指令传感器最大操纵力Pmax＝245N；3)指令传感器工作行程S＝27mm-30mm，空行程nz＝2mm；4)弹簧长度及外径由壳体6结构决定；最终确定选用弹簧的型号；步骤三、确定球与轨道参数1根据壳体和活塞的厚度尺寸，确定钢球的大小，2轨道参数为了保证钢球与轨道充分接触，轨道采用半径为R1.6的轨道，轨道长度由产品最大行程决定；3确定轨道和钢球数量采用两个钢球定位可以固定扭动力矩，轨道和钢球数量增加使产品实现过定位。专利技术的优点本专利技术结构集成度极高，具有力感特性、产品工作行程大和安装距离短的特点。附图说明图1现有技术结构图图2本专利技术结构图图3拉线式线位移传感器工作原理图具体实施方式本实例是某型飞机刹车系统一种指令传感器的设计过程。本专利技术采用电位计式位移传感器工作原理，获得指令传感器重要参数的确定方法。步骤一、确定指令传感器的行程与电压的关系指令传感器总设计行程为30mm，当飞行员没有踩刹车脚蹬时，产品为初始电压，飞行员踩刹车脚蹬，输出电压变大；参见图3，本专利技术的空行程，按照mm设计，指令传感器空行程两通道对应的电压(1.8±0.1)VDC，工作行程27mm时对应的输出电压为(5.6±0.1)VDC。允许飞行员刹车脚蹬踩到最大时，即把刹车脚蹬踩到30mm时，指令传感器输出(5.6±0.1)VDC的电压信号，工作行程27mm后再增加时，指令传感器输出的电压信号为(5.6±0.1)VDC，电压信号不再增加。步骤二、确定指令传感器内部弹簧参数1本专利技术中的弹簧参数需满足以下四项要求：1)指令传感器最小操纵力Pmin＝110N；2)指令传感器最大操纵力Pmax＝245N；3)指令传感器工作行程S＝27mm(最大行程可至30mm)，空行程nz＝2mm；4)弹簧长度及外径由壳体6结构决定(壳体6可安装的空间尺寸为预压缩后长度为37mm，考虑到弹簧力调整时需要增加垫片，预留3mm可调空间)2由此进行弹簧设计计算：按照工程使用经验采用65Si2MnWA钢丝制，选取180℃下的标准簧，若无合适标准簧，设计专用簧。确定弹簧刚度：k＝(Pmax-Pmin)÷S＝(245-110)÷27＝5N/mm最小操纵力时弹簧变形量：110/5＝22mm弹簧高度：22+73-3＝92mm弹簧外径：≤40mm基于以上计算结果，参考弹簧标准HB3-53-2008，选择合适的弹簧参数如下：弹簧参数为：d＝3.5mm，Dw＝38mm，单圈变形量f＝8.3mm，节距t＝12.7mm，Pg＝271N，Pc＝282N。重新核实标准簧数据是否满足需求：确定弹簧刚度：k＝(Pmax-Pmin)÷S＝(245-110)÷27＝5N/mm总变形量△S：△S＝Pc÷k＝282÷5＝56.4mm工作圈数n：n＝△S÷f＝56.4÷8.3＝6.795自由高度H0：H0＝t×n+(nz-0.5)×d＝6.795×12.7+(2-0.5)×3.5＝91.55mm最大操纵力时弹簧变形量：22+30＝52mm＜允许变形量56.4mm最终确定弹簧为：HB3－53－3.5×38×92－Ⅰ180。步骤三、确定球与轨道参数1确定钢球的大小钢球直径大，活塞不能固定钢球，钢球直径小，起不到钢球应有的作用，本专利技术中选用的钢球。2钢球的固定在活塞上用的锥形孔，孔深1.7mm，可以使的钢球在一周范围内受力、保证钢球受力均匀，保证固定的刚球，3轨道参数为了保证的刚球与轨道充分接触，轨道采用半径为R1.6的轨道，即可以保证刚球与轨道充分接触，又能避免刚球与轨道间发生卡死现象。轨道长度由产品最大行程决定，钢球初始位置的距离决定、轨道太小达不到钢球运动的效果，如果太大，活塞无法完成定位。本专利技术中：活塞行程是30，轨道长度是28，活塞上用R1.6孔固定球，用点和轨道结合的结构控制以达到刚球轨迹可控的目的。4确定轨道和钢球数量采用两个钢球定位的原因。两个点可以固定扭动力矩，如果用4个容易形成一个过定位。通过以上三步，确定了指令传感器的拉线式线位移传感器、指令传感器内部弹簧、确定钢球与轨道参数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指令传感器，包括左支架(1)、锁紧螺母(12)、螺套(4)、螺母(5)、活塞(2)、壳体(6)、盖板(7)、右支架(8)；其特征在于，左支架(1)与活塞(2)之间使用螺纹配合，并用锁紧螺母(12)固定，右支架(8)、壳体(6)和后盖板(7)组成一体式结构；壳体(6)左端装有弹簧(10)，通过螺套(4)与螺母(5)配合实现力感调整，通过活塞(2)上的锁紧螺母(12)调整指令传感器的零位电压；盖板(7)固定拉线式线位移传感器(9)的输出端；在壳体(6)内腔加工两条对称的轨道槽，钢球(11)以嵌套的方式放置于活塞(2)球窝内，指令传感器运动时钢球(11)沿着轨道滚动，钢球(11)起到定位作用；拉线式线位移传感器(9)两端采用万向结固连。

【技术特征摘要】
1.一种指令传感器，包括左支架(1)、锁紧螺母(12)、螺套(4)、螺母(5)、活塞(2)、壳体(6)、盖板(7)、右支架(8)；其特征在于，左支架(1)与活塞(2)之间使用螺纹配合，并用锁紧螺母(12)固定，右支架(8)、壳体(6)和后盖板(7)组成一体式结构；壳体(6)左端装有弹簧(10)，通过螺套(4)与螺母(5)配合实现力感调整，通过活塞(2)上的锁紧螺母(12)调整指令传感器的零位电压；盖板(7)固定拉线式线位移传感器(9)的输出端；在壳体(6)内腔加工两条对称的轨道槽，钢球(11)以嵌套的方式放置于活塞(2)球窝内，指令传感器运动时钢球(11)沿着轨道滚动，钢球(11)起到定位作用；拉线式线位移传感器(9)两端采用万向结固连。2.如权利要求1所述的指令传感器，其特征在于：指令传感器设置采用两条拉线式线位移传感器的结构来实现余度功能。3.如权利要求1所述的指令传感器，其特征在于：在活塞(2)与螺套(4)之间采用皮碗状橡胶套(3)防尘。4.如权利要求1所述指令传感器的设计参数的确定方法，其特征在于，所述的设计参数包括拉线式线位移传感器、指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏亮，韩亚国，牛祖军，刘忠平，郭育秦，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61