民用飞机自动油门通断限位装置的制作方法

1.本实用新型涉及民用飞机装配制造和试验技术领域，尤其涉及一种民用飞机自动油门通断限位装置。


背景技术：

2.自动油门，是维持目标速度或目标推力的全飞行包线的全权限油门控制技术，其可以提供视觉的推力导引和自动的全飞行包线的油门控制，来维持目标速度或目标推力，自动油门提供故障监控和视觉/声音信息来保证自动推力系统的健康状态。自动油门通过伺服反驱电机驱动油门杆，使推力跟踪推力指引计算的油门指令，驱动油门杆在其行程范围内保持目标速度或基准推力全速运动，以自动控制发动机推力的方式，实现飞机的自动飞行控制，整个过程具有全权限超控特征，自动油门一旦接通，将提供操作人员手动超控油门杆而不断开自动油门的能力。
3.现有技术中针对自动飞行控制系统的自动油门功能，常规的测试方法是在飞机慢车状态下，接通自动油门开关，触发自动油门控制预位，现场通过飞机空中状态模拟、迎角平台推力模式模拟和油门推至接通门限位等方式，激活自动油门功能，油门杆将借助全飞行包线的全权限油门控制指令，实现对油门杆的维持目标速度或目标推力的超控操作，直至到达油门台当前环境下的极限位，测试过程通过操作人员视觉观察油门杆自动前推现象，以表征自动油门功能的有效性。
4.上述自动油门功能测试过程，由于油门杆的自动前推过程为保持目标速度或基准推力全速运动的全权限超控过程，若无人工强干预，或操作人员在驾驶舱未能及时地通过手动切断自动油门开关以关闭自动油门功能，油门杆将不受限制全速达到油门台极限偏置位。当测试现场存在较大风速，或机轮驻留刹车故障，亦或者发动机试车轮挡磨损老化，飞机将会克服机轮与地面的静摩擦力，同时克服机轮刹车的电磁止动阻力，发生非预期滑行，严重时飞机将冲出测试场地，撞击试车格挡物，从而引发严重的生产事故。
5.同时现有的测试方式，也即通过操作人员视觉观察油门杆自动前推现象以表征自动油门功能有效性的测试过程，存在试验现象难以捕捉等问题，人眼视觉分辨率较低，人工反应时间和判断误差均会影响试验结果，而多次开放状态下的测试验证也是对现场生产资源的浪费。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种民用飞机自动油门通断限位装置，以解决自动油门测试过程中油门杆极限偏转运动不受限的问题。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.民用飞机自动油门通断限位装置，包括：
9.壁板，所述壁板设有两个，两个所述壁板相互平行且间隔设置，两个所述壁板固定连接于油门台，所述壁板上设有棘轮机构的棘轮轮齿；
10.限位档杆，所述限位档杆的两端分别设有所述棘轮机构的棘爪，所述棘爪与所述棘轮轮齿啮合以锁止所述限位档杆。
11.可选地，所述限位档杆包括：
12.主杆体，所述主杆体的两端分别设有盲孔；
13.弹性件，所述弹性件设有两个，两个所述弹性件分别设于两个所述盲孔内；
14.摆杆，所述摆杆的一端固定连接于所述主杆体，所述摆杆具有镂空部，所述镂空部与所述盲孔连通设置，所述棘爪设于所述镂空部内并转动连接于所述摆杆，所述弹性件的两端分别止抵于所述主杆体和所述棘爪，使得所述棘爪远离所述主杆体的端部能够与所述棘轮轮齿限位锁止。
15.可选地，所述盲孔的内壁设有薄膜压力传感器。
16.可选地，所述壁板上设有滑槽，所述滑槽与所述棘轮轮齿同轴设置，所述摆杆远离所述主杆体的一端设有滑块，所述滑块滑动连接在所述滑槽内。
17.可选地，所述摆杆上背离所述棘轮轮齿的一侧设有凸台，所述凸台具有第一通孔，所述棘爪设有第二通孔，转轴穿设在所述第一通孔和所述第二通孔内以将所述棘爪转动连接于所述摆杆，使得所述棘爪能够相对于所述摆杆转动以解锁或锁止于所述棘轮轮齿。
18.可选地，所述壁板上与所述油门台连接的侧面和/或所述主杆体的外周壁设有柔性贴膜。
19.可选地，所述民用飞机自动油门通断限位装置还包括外壳，所述外壳位于所述壁板的外侧并与所述壁板间隔设置，所述外壳与所述壁板之间形成容纳腔，所述棘轮机构设于所述容纳腔内。
20.可选地，所述民用飞机自动油门通断限位装置还包括声光告警组件，所述声光告警组件设置在所述外壳的外侧，所述薄膜压力传感器通讯连接所述声光告警组件。
21.可选地，所述声光告警组件包括蜂鸣器、显示灯、电池组件和油门杆推力值判断模块，所述电池组件分别电连接所述蜂鸣器、所述显示灯和所述油门杆推力值判断模块以提供电能，所述薄膜压力传感器、所述蜂鸣器和所述显示灯分别通讯连接所述油门杆推力值判断模块。
22.可选地，所述外壳与所述壁板之间为可拆卸地连接。
23.本实用新型的有益效果：
24.本实用新型的民用飞机自动油门通断限位装置，通过在壁板上设置棘轮机构的棘轮轮齿，在限位档杆的两端设置棘轮机构的棘爪，使得棘爪能够与棘轮轮齿啮合锁止，利用棘爪和棘轮轮齿之间的刚性静摩擦，为限位档杆提供远大于油门台内部驱动力的限位阻力，实现了在自动油门功能测试工况下可靠的限位效果。采用棘轮机构进行锁止限位，便于实现多工况、不同限位需求的油门台测试工作，提高现场测试效率。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例提供的一种民用飞机自动油门通断限位装置的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例提供的一种民用飞机自动油门通断限位装置的俯视图的透视图；
27.图3是本实用新型实施例提供的一种民用飞机自动油门通断限位装置中主杆体与摆杆的结构示意图；
28.图4是本实用新型实施例提供的一种民用飞机自动油门通断限位装置中棘爪的结构示意图；
29.图5是本实用新型实施例提供的一种民用飞机自动油门通断限位装置中外壳和声光告警组件的安装位置示意图。
30.图中：
31.1、壁板；11、滑槽；
32.2、限位档杆；21、主杆体；211、盲孔；22、弹性件；23、摆杆；231、镂空部；232、凸台；233、第一通孔；234、滑块；24、薄膜压力传感器；
33.3、棘轮轮齿；4、棘爪；41、第二通孔；5、外壳；6、声光告警组件；7、封板。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
35.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.本实用新型提供一种民用飞机自动油门通断限位装置，用以解决自动油门功能测试过程中油门杆全速极限偏转不受限的问题，以及通过人眼视觉难以准确捕获自动油门功能的试验现象和在油门杆达到可控偏转后缺少必要的告警提醒等问题。
39.如图1所示，本实用新型实施例提供的民用飞机自动油门通断限位装置，包括壁板1和限位档杆2，壁板1设有两个，两个壁板1相互平行且间隔设置，两个壁板1固定连接于油门台，壁板1上设有棘轮机构的棘轮轮齿3；限位档杆2的两端分别设有棘轮机构的棘爪4，棘爪4与棘轮轮齿3啮合以锁止限位档杆2。
40.需要解释说明的是，两个壁板1相对设置，对称安装在油门台上，安装方式和安装
位置按照所采用油门台的结构和指定位置进行安装，属于一般公知，本实施例不做展开限定说明。棘轮机构设置两个，分别对称设于限位档杆2的两端，限位档杆2通过棘轮机构与壁板1连接，利用棘轮机构的自锁性能，实现对限位档杆2在指定试验工况下的锁止限位。本实用新型的民用飞机自动油门通断限位装置，壁板1的侧面设有多个棘轮轮齿3，多个棘轮轮齿3组成一段圆弧状的棘轮，通过在壁板1上设置棘轮机构的棘轮轮齿3，在限位档杆2的两端设置棘轮机构的棘爪4，使得棘爪4能够与棘轮轮齿3啮合锁止，利用棘爪4和棘轮轮齿3之间的刚性静摩擦，为限位档杆2提供远大于油门台内部驱动力的限位阻力，实现了在自动油门功能测试工况下可靠的限位效果，解决了油门杆全速极限偏转不受限的问题。采用棘轮机构进行锁止限位，便于切换棘爪4在棘轮轮齿3上的锁止位置，实现多工况、不同限位需求的油门台测试工作，提高现场测试效率。
41.可选地，限位档杆2包括主杆体21、弹性件22和摆杆23，主杆体21的两端分别设有盲孔211；弹性件22设有两个，两个弹性件22分别设于两个盲孔211内；摆杆23的一端固定连接于主杆体21，摆杆23具有镂空部231，镂空部231与盲孔211连通设置，棘爪4设于镂空部231内并转动连接于摆杆23，弹性件22的两端分别止抵于主杆体21和棘爪4，使得棘爪4远离主杆体21的端部能够与棘轮轮齿3限位锁止。
42.本实施例中，弹性件22采用两个弹簧，弹性件22的一端置于盲孔211内与主杆体21相抵接，另一端在盲孔211的开口处与棘爪4相抵接，使得棘爪4背离弹性件22的一端在弹性件22的弹力作用下啮合于棘轮轮齿3以自锁。需要说明的是，如图1-图3所示，棘轮轮齿3是加工于壁板1的侧面的凸设平台上，在棘爪4不发生摆动或转动时，棘爪4完全嵌入在镂空部231内，摆杆23能够带动棘爪4在该凸设平台上摆动，当棘爪4摆动至所需限位位置时，弹性件22为棘爪4提供压紧力，棘爪4的弹性件22的弹力作用下相对于摆杆23发生转动，使得棘爪4远离主杆体21的一端朝向棘轮轮齿3的一侧转动并与棘轮轮齿3啮合锁止。可以理解，棘爪4仅在人为克服弹性件22的弹力作用时不发生转动并位于镂空部231内，在安装后的静止状态下，棘爪4会一直受到弹性件22的弹力作用而锁止于棘轮轮齿3，实现限位档杆2相对于壁板1的锁止，以便于进行不同锁止位的多工况试验测试。采用棘轮机构进行限位位置的调节，结构简单，拓展性好，可适配多种操纵设备的限位工况，且实施方式可以根据不同的控制和需求进行灵活改变，能够广泛应用于航空制造的操纵系统限位场景，具有较大的推广价值。试验时，压缩弹性件22以将摆杆23和棘爪4调整至目标位置，松开弹性件22，棘爪4在弹性件22的弹力作用下锁止在棘轮轮齿3上，构成棘轮机构，达到限位档杆2的锁紧状态，止动棘爪4受到棘轮轮齿3的约束，无法超越调节到的目标限位位置，实现对油门杆的限位功能。
43.可选地，摆杆23上背离棘轮轮齿3的一侧设有凸台232，凸台232具有第一通孔233，棘爪4设有第二通孔41，转轴穿设在第一通孔233和第二通孔41内以将棘爪4转动连接于摆杆23，使得棘爪4能够相对于摆杆23转动以解锁或锁止于棘轮轮齿3。
44.如图3和图4所示，凸台232对称设置在镂空部231的两侧，棘爪4上的第二通孔41位于两个第一通孔233之间并同轴，转轴能够依次穿设在第一通孔233和第二通孔41内以转动连接棘爪4，棘爪4的一端在弹性件22的作用下朝向背离壁板1的方向转动，另一端朝向壁板1转动以便于棘轮轮齿3啮合锁止。可以理解，通过将第一通孔233设置在凸台232上，利于增加棘爪4的转动角度，以便提供较好的锁止稳定性。优选地，棘爪4的形状与镂空部231的形
状一致配合，摆杆23的厚度与棘爪4的厚度相等，棘爪4可以在较小的弹性件22的弹力作用下就发生转动并与棘轮轮齿3啮合，提供较大的刚性摩擦阻力。
45.可选地，主杆体21的外周壁设有薄膜压力传感器24。
46.如图2所示，在主杆体21的外周壁围绕设置薄膜压力传感器24，能够实时监测和检测限位挡杆2的推力值的大小，以便于提醒驾驶舱操作人员及时解除油门杆超限偏转问题，提高测试过程飞机的安全性。
47.可选地，壁板1上设有滑槽11，滑槽11与棘轮轮齿3同轴设置，摆杆23远离主杆体21的一端设有滑块234，滑块234滑动连接在滑槽11内。
48.如图1和图3所示，滑槽11与棘轮轮齿3所在圆弧面为同心圆弧，并具有相同的圆心角，滑块234在滑槽11内滑动时，棘爪4可以与多个不同位置的棘轮轮齿3相啮合止抵以限位锁止，滑槽11为摆杆23提供转动平面限位，使得摆杆23能够始终贴靠在棘轮轮齿3所在凸设平台上转动滑动，以确保棘爪4能够与棘轮轮齿3进行稳定锁止和解锁。
49.可选地，壁板1上与油门台连接的侧面和/或主杆体21的外周壁设有柔性贴膜。
50.如图1和图2所示，两个壁板1的相对的两个内侧面设置柔性贴膜，主杆体21的外周壁设置柔性贴膜，薄膜压力传感器24设置在主杆体21的外壁和柔性贴膜之间。本实施例中，壁板1和主杆体21均采用轻质铝合金材质，壁板1上柔性贴膜的作用是保护接触部位，如油门台本体的外表面和油门台操纵结构表面，能够极大降低设备损坏风险，在满足限位需求的前提下，提高测试过程安全性。主杆体21的外周壁设置柔性贴膜的作用是为油门台操纵机构提供外部保护，避免因油门杆与限位档杆2的碰撞引发的设备损伤，阻挡目标设备油门杆的自动前推运动。其中，柔性贴膜为乳胶类贴膜。
51.可选地，民用飞机自动油门通断限位装置还包括外壳5，外壳5位于壁板1的外侧并与壁板1间隔设置，外壳5与壁板1之间形成容纳腔，棘轮机构设于容纳腔内。
52.如图5，外壳5设有两个，与两个壁板1一一对应设置，外壳5设置在壁板1的外侧并与壁板1连接固定，壁板1和外壳5之间形成容纳腔，容纳腔的开口满足棘爪4在棘轮轮齿3上的不同位置转动限位需求，容纳腔其余部分为密封结构，棘轮机构设于容纳腔内，能够避免棘轮机构中零件掉落影响测试设备中其他零件的损坏。本实施例中，外壳5与壁板1的间距为容纳腔的宽度，容纳腔的宽度需要满足棘爪4的转动空间需求，并能够在一定范围内限定摆杆23或主杆体21的轴向位移，确保棘爪4能够转动到位，锁止稳定可靠。外壳5能够为整个装置提供外部防护，作为装置外壳5，不仅具备阻挡外部杂物进入棘轮机构的防护功能，同时可以在外壳5上设置位置指示线，用以标识限位挡杆2的限制位置。在外壳5上标识限位档杆2的常用限位卡位信息，指示现场常规工况的限位挡杆2的限位信息，利于提高试验效率。
53.可选地，民用飞机自动油门通断限位装置还包括声光告警组件6，声光告警组件6设置在一个外壳5的外侧，薄膜压力传感器24通讯连接声光告警组件6。
54.如图5所示，声光告警组件6用于提供声音和灯光的告警提示，以及对薄膜压力传感器24的压力值进行反馈，由薄膜压力传感器24和声光告警组件6组成的推力实时监测系统，能够实时监控油门杆推力值，提高测试过程飞机安全性。
55.可选地，声光告警组件6包括蜂鸣器、显示灯、电池组件和油门杆推力值判断模块，电池组件分别电连接蜂鸣器、显示灯和油门杆推力值判断模块以提供电能，薄膜压力传感器24、蜂鸣器和显示灯分别通讯连接油门杆推力值判断模块。
56.其中，油门杆推力值判断模块用于采集薄膜压力传感器24的检测值并与门限值进行比较判断，如果实际推力即检测值大于门限值，则声光告警组件6触发告警，包括红灯亮、绿灯灭和蜂鸣器重复发出超限告警，提醒驾驶舱操纵人员及时解除油门杆超限偏转问题。直至油门杆推力值小于门限值后告警解除，绿灯亮、红灯灭，蜂鸣器不发声。
57.可选地，外壳5与壁板1之间为可拆卸地连接。本实施例采用螺栓连接，同时，在外壳5和壁板1之间采用封板7进行容纳腔的除开口处的密封，容纳腔的开口的两端分别略大于棘轮轮齿3的两端，当限位档杆2处于初始位或目标限位位置时，封板7能够进一步确保油门档杆2的极限位置限定，避免发生超位置损坏。
58.本实用新型实施例提供的民用飞机自动油门通断限位装置，通过采用棘轮机构锁止限位挡杆2的位置，转化人眼视觉捕获自动油门功能试验现象为机械式限位表征，降低了测试过程人工判别带来的误差，可依据油门杆是否到达目标限位作为试验结果的判据，在保证飞机安全的基础上，科学捕获自动油门功能试验结果。该民用飞机自动油门通断限位装置具备良好的扩展性，基于不同的目标设备，更改限位装置外形，可适配多种操纵设备的限位工况，且该限位装置机构简单，通用性较强，可广泛推广应用于航空制造的操纵系统限位环节。
59.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，包括：壁板(1)，所述壁板(1)设有两个，两个所述壁板(1)相互平行且间隔设置，两个所述壁板(1)固定连接于油门台，所述壁板(1)上设有棘轮机构的棘轮轮齿(3)；限位档杆(2)，所述限位档杆(2)的两端分别设有所述棘轮机构的棘爪(4)，所述棘爪(4)与所述棘轮轮齿(3)啮合以锁止所述限位档杆(2)。2.根据权利要求1所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述限位档杆(2)包括：主杆体(21)，所述主杆体(21)的两端分别设有盲孔(211)；弹性件(22)，所述弹性件(22)设有两个，两个所述弹性件(22)分别设于两个所述盲孔(211)内；摆杆(23)，所述摆杆(23)的一端固定连接于所述主杆体(21)，所述摆杆(23)具有镂空部(231)，所述镂空部(231)与所述盲孔(211)连通设置，所述棘爪(4)设于所述镂空部(231)内并转动连接于所述摆杆(23)，所述弹性件(22)的两端分别止抵于所述主杆体(21)和所述棘爪(4)，使得所述棘爪(4)远离所述主杆体(21)的端部能够与所述棘轮轮齿(3)限位锁止。3.根据权利要求2所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述盲孔(211)的内壁设有薄膜压力传感器(24)。4.根据权利要求2所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述壁板(1)上设有滑槽(11)，所述滑槽(11)与所述棘轮轮齿(3)同轴设置，所述摆杆(23)远离所述主杆体(21)的一端设有滑块(234)，所述滑块(234)滑动连接在所述滑槽(11)内。5.根据权利要求2所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述摆杆(23)上背离所述棘轮轮齿(3)的一侧设有凸台(232)，所述凸台(232)具有第一通孔(233)，所述棘爪(4)设有第二通孔(41)，转轴穿设在所述第一通孔(233)和所述第二通孔(41)内以将所述棘爪(4)转动连接于所述摆杆(23)，使得所述棘爪(4)能够相对于所述摆杆(23)转动以解锁或锁止于所述棘轮轮齿(3)。6.根据权利要求2所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述壁板(1)上与所述油门台连接的侧面和/或所述主杆体(21)的外周壁设有柔性贴膜。7.根据权利要求3所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述民用飞机自动油门通断限位装置还包括外壳(5)，所述外壳(5)位于所述壁板(1)的外侧并与所述壁板(1)间隔设置，所述外壳(5)与所述壁板(1)之间形成容纳腔，所述棘轮机构设于所述容纳腔内。8.根据权利要求7所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述民用飞机自动油门通断限位装置还包括声光告警组件(6)，所述声光告警组件(6)设置在所述外壳(5)的外侧，所述薄膜压力传感器(24)通讯连接所述声光告警组件(6)。9.根据权利要求8所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述声光告警组件(6)包括蜂鸣器、显示灯、电池组件和油门杆推力值判断模块，所述电池组件分别电连接所述蜂鸣器、所述显示灯和所述油门杆推力值判断模块以提供电能，所述薄膜压力传感器(24)、所述蜂鸣器和所述显示灯分别通讯连接所述油门杆推力值判断模块。10.根据权利要求7所述的民用飞机自动油门通断限位装置，其特征在于，所述外壳(5)与所述壁板(1)之间为可拆卸地连接。

技术总结
本实用新型属于民用飞机装配制造和试验技术领域，公开了一种民用飞机自动油门通断限位装置，包括壁板和限位档杆，壁板设有两个，两个壁板相互平行且间隔设置，两个壁板固定连接于油门台，壁板上设有棘轮机构的棘轮轮齿；限位档杆的两端分别设有棘轮机构的棘爪，棘爪与棘轮轮齿啮合以锁止限位档杆。本实用新型通过在壁板上设置棘轮机构的棘轮轮齿，在限位档杆的两端设置棘轮机构的棘爪，使得棘爪能够与棘轮轮齿啮合锁止，利用棘爪和棘轮轮齿之间的刚性静摩擦，为限位档杆提供远大于油门台内部驱动力的限位阻力，实现了在自动油门功能测试工况下可靠的限位效果。况下可靠的限位效果。况下可靠的限位效果。


技术研发人员：刘洋 张皓 朱亦淼 戴龙飞 计李澄 穆帅浩
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司
技术研发日：2023.02.06
技术公布日：2023/6/1