DE102006054802A1 - Control device for nick and roll controlling of aircraft, has cardan type joint with free-wheel for tilting motion of multi-axle tiltable control stick around swivelable axis, where free-wheel is flexibly implemented in sectional manner - Google Patents
Control device for nick and roll controlling of aircraft, has cardan type joint with free-wheel for tilting motion of multi-axle tiltable control stick around swivelable axis, where free-wheel is flexibly implemented in sectional manner Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, insbesondere eine Steuervorrichtung für ein Luftfahrzeug, mit einem mehrachsig kippbaren Steuerknüppel zur Betätigung von Steuersignalgebern, insbesondere zur Nick- und Rollsteuerung eines Luftfahrzeuges, sowie mit einem kardanartigen Gelenk, mittels dessen der Steuerknüppel um unterschiedliche Schwenkachsen kippbar ist.The The present invention relates to a control device, in particular a control device for an aircraft with a multiaxial tilting joystick for activity of control signal generators, in particular for pitch and roll control an aircraft, as well as with a cardan joint, by means whose the joystick is tiltable about different pivot axes.
Aus dem Stand der Technik sind Steuerknüppel zur Steuerung von Flugzeugen bekannt, die um zwei Achsen kippbar sind, bei denen es sich um eine Querachse, um die der Steuerknüppel nach vorne und hinten kippbar ist, sowie um eine Längsachse handelt, um die der Steuerknüppel nach rechts und links kippbar ist. Die entsprechenden Kippbewegungen des Steuerknüppels werden von Signalgebern erfaßt und sodann in Steuerbewegungen des Flugzeuges umgesetzt. Aus dem Stand der Technik ist es dabei bekannt, ein Kardangelenk zu verwenden, mittels dessen der Steuerknüppel um zwei Achsen schwenkbar ist, wobei bei dieser vorbekannten Lösung ein Nachteil darin besteht, dass eine der beiden Achsen nicht ortsfest gelagert werden kann, da sie den Schwenkbewegungen des Steuerknüppels um die andere Achse folgen muss.Out the state of the art are control sticks for controlling aircraft known, which are tiltable about two axes, which are a transverse axis, around the joystick tiltable forward and backward, and is about a longitudinal axis, around the joystick tiltable to the right and left. The corresponding tilting movements of the joystick are detected by signalers and then converted into control movements of the aircraft. From the The prior art is known to use a universal joint, by means of the joystick is pivotable about two axes, wherein in this prior art solution a The disadvantage is that one of the two axes is not stationary can be stored, since they the pivoting movements of the joystick to the must follow other axis.
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steuervorrichtung zu schaffen, die vergleichsweise einfach und kompakt ausgebildet werden kann.outgoing thereof is the object of the present invention, a to provide improved control device that comparatively easy and can be made compact.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Gelenk wenigstens einen Freilauf für eine Kippbewegung des Steuerknüppels um eine der Schwenkachsen aufweist, wobei der Freilauf durch einen Gelenk-Mechanismus oder durch ein Bauelement gebildet wird, das in Richtung des Freilaufs elastische Eigenschaften aufweist. Der Gelenk-Mechanismus bzw. das elastische Bauteil verbindet den Steuerknüppel mittelbar oder unmittelbar mit dem Gelenk.According to the invention this Problem solved by the features of claim 1. After that it is planned that the joint at least one freewheel for a tilting movement of the joystick to a the pivot axes, wherein the freewheel by a hinge mechanism or is formed by a device that is in the direction of the freewheel has elastic properties. The joint mechanism or the elastic component connects the joystick directly or indirectly with the joint.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, einen Freiheitsgrad durch den Freilauf derart zu bilden, dass der Steuerknüppel Kippbewegungen um eine Achse unabhängig von der anderen Achse durchführen kann, dass also beispielsweise der Steuerknüppel hinsichtlich Nickbewegungen von Rollbewegungen und/oder hinsichtlich Rollbewegungen von Nickbewegungen abgekoppelt ist. Erfindungsgemäß weist der Freilauf ein Gelenk oder ein elastisches Bauelement auf, das den Steuerknüppel mittelbar oder unmittelbar mit dem kardanartigen Gelenk verbindet. Bei der vorliegenden Lösung sind somit die Bewegungen rotatorisch. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Freilaufs besteht darüber hinaus die Möglichkeit, einen Antrieb bzw. Steuermotor derart in die Kinematik zu integrieren, dass dieser keinen zusätzlichen Bauraum benötigt. Wird ein elastisches Bauelement eingesetzt, ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich dieses in Richtung des Freilaufs elastisch verhält, in einer dazu senkrechten Richtung jedoch Kräfte übertragen kann.According to the invention is thus provided to form a degree of freedom by the freewheel so that the joystick Tilting movements about one axis independent of the other axis carry out can that, for example, the joystick with regard to pitching movements rolling movements and / or rolling movements of pitching movements disconnected. According to the invention the freewheel on a joint or an elastic component on which the joystick connects directly or indirectly with the cardan joint. At the present solution Thus, the movements are rotational. By the use of the freewheel according to the invention insists on it addition the possibility to integrate a drive or control motor into the kinematics in such a way that this one no additional Space required. If an elastic component is used, it is preferably provided that that this behaves elastically in the direction of the freewheel, in one but vertical direction can transmit forces.
Der Freilauf kann derart angeordnet sein, dass die durch den Freilauf ermöglichte Kippbewegung des Steuerknüppels in einer Ebene verläuft, in der eine der Schwenkachsen liegt oder die parallel zu einer der Schwenkachsen verläuft. Denkbar ist es, den Freilauf derart anzuordnen, dass dieser eine Kippbewegung des Steuerknüppels in einer Ebene ermöglicht, in der die Längsachse der Steuervorrichtung liegt.Of the Freewheel can be arranged such that by the freewheel enabled Tilting movement of the joystick in a plane, in which one of the pivot axes is located or parallel to one of Swivel axes runs. It is conceivable to arrange the freewheel so that this is a tilting movement of the joystick in one plane allows in the longitudinal axis the control device is located.
Das Gelenk kann ein erstes und ein zweites Gelenkteil aufweisen, die derart angeordnet sind, dass sie unabhängig voneinander um unterschiedliche Schwenkachsen verschwenkbar sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schwenkachsen des Gelenkes aufeinander senkrecht stehen.The Joint may comprise a first and a second hinge part, the are arranged so that they are independent of each other to different Swivel axes are pivotable. It is preferably provided that the pivot axes of the joint are perpendicular to each other.
Der Freilauf kann einen Hebelmechanismus aufweisen, der einen ersten Hebel umfasst, der mit dem Steuerknüppel in Verbindung steht und einen zweiten Hebel, der mit dem ersten Hebel sowie mit einem der Gelenkteile schwenkbar in Verbindung steht. Die Verbindung kann jeweils mittelbar oder unmittelbar erfolgen. Der Gelenk-Hebelmechanismus kann somit aus zwei oder mehr als zwei miteinander gelenkig verbundenen Hebeln bestehen. Grundsätzlich sind auch andere Strukturen mit einem oder mehreren Gelenken, wie z. B. eine Schleppkette denkbar. Als elastisches Element kommt beispielsweise eine Feder in Betracht, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.Of the Freewheel may have a lever mechanism having a first Includes lever that communicates with the joystick and a second lever connected to the first lever and one of the Joint parts pivotally connected. The connection can each directly or indirectly. The articulated lever mechanism can thus, two or more than two hinged together Levers exist. in principle are also other structures with one or more joints, such as z. B. a drag chain conceivable. As an elastic element comes, for example a spring into consideration, however, the invention is not limited thereto.
Dabei ist der erste Hebel an dem Steuerknüppel oder an einem mit diesem in Verbindung stehenden Lager schwenkbar angeordnet.there is the first lever on the joystick or on one with this pivotally mounted bearing.
Das Lager kann durch einen den Steuerknüppel umfassenden Ring gebildet sein, an dem der erste Hebel angelenkt ist.The Bearing can be formed by a ring comprising the control stick be, on which the first lever is articulated.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das kardanartige Gelenk zwei Schwenkachsen aufweist und einen Freilauf für eine Kippbewegung des Steuerknüppels um eine der Schwenkachsen sowie einen Freilauf für eine Kippbewegung des Steuerknüppels um die andere Schwenkachse aufweist. Dabei kann ein Freilauf durch eine längliche Ausnehmung gebildet sein, durch die eine der Schwenkachsen verläuft.In Another embodiment of the invention is provided that the cardan type Joint has two pivot axes and a freewheel for a tilting movement of the joystick about one of the pivot axes and a freewheel for a tilting movement of the joystick to having the other pivot axis. This can be a freewheel through an elongated one Be formed recess through which one of the pivot axes.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oder beide der Schwenkachsen des Gelenkes ortsfest angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird somit eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die zwei unabhängige Achsen aufweist, die fest stehen. Beispielsweise ist denkbar, dass die Schwenkachsen des Gelenkes an einem Gestell oder einem Gehäuse der Steuervorrichtung angeordnet sind.In a particularly preferred embodiment of the invention it is provided that one or both of the Swivel axes of the joint are arranged stationary. In this embodiment of the invention, a control device is thus provided which has two independent axes which are fixed. For example, it is conceivable that the pivot axes of the joint are arranged on a frame or a housing of the control device.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, aktive Steuerknüppelsteuerungen von Flugzeugen vorzusehen, die Stellmotoren aufweisen, mittels derer Stellbewegungen des Steuerknüppels simuliert werden bzw. mittels derer bei Flugzeugen mit zwei Steuerknüppeln die Steuerbewegungen eines Steuerknüppels an dem anderen Steuerknüppel nachgeführt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist somit vorgesehen, dass die Steuervorrichtung einen oder mehrere Steuermotoren aufweist, die mit Schwenkachsen des Gelenkes derart gekoppelt sind, dass die Betätigung des oder der Steuermotoren zu einer Schwenkbewegung des Steuerknüppels führt.Out It is known in the art to have active joystick controls to provide aircraft, which have servomotors, by means of which Actuating movements of the joystick be simulated or by means of which in aircraft with two joysticks the Control movements of a joystick on the other joystick tracked become. In a further embodiment of the invention is thus provided in that the control device has one or more control motors which are coupled with pivot axes of the joint such that the actuation of the or the control motors leads to a pivotal movement of the joystick.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Gelenkteil in Umfangsrichtung geschlossen, d. h. beispielsweise als ringförmige Struktur, oder bügelförmig, beispielsweise U-förmig ausgeführt sind. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Gelenkteile an gegenüberliegenden Seiten schwenkbar gelagert sind.In Another embodiment of the invention is provided that the first and / or the second hinge part closed in the circumferential direction, d. H. for example, as an annular Structure, or bow-shaped, for example U-shaped accomplished are. Preferably, it is provided that the hinge parts on opposite Sides are pivotally mounted.
Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Steuervorrichtung derart ausgeführt ist, dass zusätzliche Komponenten wie Sensoren, Zentriervorrichtungen und dergleichen ortsfest angeordnet sind.Preferably it is further provided that the control device is designed such that extra Components such as sensors, centering devices and the like are arranged stationary.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:Further Details and advantages of the invention will be apparent from a in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail:
Die
Die
Steuervorrichtung umfasst einen Steuerknüppel bzw. eine Steuerbetätigung
Das
Gelenk
Die
Schwenkachsen
Wie
dies weiter aus den
Der
Gelenk-Hebelmechanismus
Ein
Freilauf des Steuerknüppels
Mit
den Bezugszeichen
Dabei
erlaubt es die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Gelenk-Hebelmechanismus
Das
Bezugszeichen
In
der in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind die Achsen
Sind die Achsen ortsfest montiert, besteht der Vorteil, dass auch zusätzliche Komponenten, wie Sensoren, Zentriervorrichtungen und dergleichen ortsfest angeordnet sein können. Der Anbau der Sensorik und der Aktorik wird erleichtert und auch ein einfaches Umrüsten der Sensorik- und Aktorik-Komponenten für verschiedene Steuerungsausführungen ist ohne weiteres möglich.are the axles fixedly mounted, there is the advantage that also additional Components, such as sensors, centering devices and the like fixed can be arranged. The installation of sensors and actuators is facilitated and also a easy conversion the sensor and actuator components for various control designs is possible without further ado.
Sind die Achsen ortsfest angeordnet, werden dementsprechend keine bewegten Anschlußleitungen, Schleifkontakte und dergleichen benötigt.are the axes arranged stationary, are accordingly no moving Connecting lines, Sliding contacts and the like required.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102006054802A DE102006054802A1 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Control device for nick and roll controlling of aircraft, has cardan type joint with free-wheel for tilting motion of multi-axle tiltable control stick around swivelable axis, where free-wheel is flexibly implemented in sectional manner |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102006054802A1 true DE102006054802A1 (en) | 2008-05-29 |
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ID=39326145
Family Applications (1)
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DE102006054802A Ceased DE102006054802A1 (en) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Control device for nick and roll controlling of aircraft, has cardan type joint with free-wheel for tilting motion of multi-axle tiltable control stick around swivelable axis, where free-wheel is flexibly implemented in sectional manner |
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Citations (5)
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2006
- 2006-11-21 DE DE102006054802A patent/DE102006054802A1/en not_active Ceased
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