操纵系统及飞行汽车转让专利
申请号 : CN202210107542.3
文献号 : CN114407596B
文献日 : 2022-09-06
发明人 : 孔闯 , 朱瑜
申请人 : 广东汇天航空航天科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种交通工具的操纵系统,其特征在于,应用于飞行汽车,所述操纵系统包括:
支架,适于安装于所述飞行汽车的车体;所述支架包括第一连接部和两个第一夹紧部,两个所述第一夹紧部分别夹持于主轴的两侧,所述第一连接部连接于两个所述第一夹紧部之间;
所述主轴,可活动地穿设于所述支架的两个所述第一夹紧部之间,所述主轴具有轴线,并能够相对于所述支架沿所述轴线移动、绕所述轴线转动;所述主轴还连接于所述飞行汽车的陆行驱动系统,以通过自身的转动运动驱使所述飞行汽车在陆行时的转向;
拉拔离合机构,所述拉拔离合机构包括锁定驱动件以及锁止件,所述锁定驱动件连接于所述支架的其中一个所述第一夹紧部,所述锁止件连接于所述锁定驱动件和所述第一夹紧部之间,并在所述锁定驱动件驱动下改变两个所述第一夹紧部之间的距离,以控制所述第一夹紧部夹紧或者放松所述主轴,从而用于限制或释放所述主轴相对于所述支架的移动自由度;
方向盘,连接于所述主轴;以及
位移传感器,适于电性连接于所述飞行汽车的飞行驱动系统,以允许所述飞行驱动系统基于所述主轴的轴向位移控制所述飞行汽车在飞行时的俯仰姿态。
2.如权利要求1所述的操纵系统,其特征在于,所述锁定驱动件电性连接于所述飞行汽车的中控台,并被配置为响应于所述中控台的飞行模式切换指令而控制所述锁止件限制所述主轴相对于所述支架的移动自由度。
3.如权利要求2所述的操纵系统,其特征在于,所述锁止件包括压紧凸轮以及固定凸轮,所述压紧凸轮和固定凸轮相对并叠置,所述固定凸轮固定于所述支架的所述第一夹紧部,所述固定凸轮背离所述支架的一侧设有第一凸起结构,所述压紧凸轮连接于所述锁定驱动件的输出轴,且所述压紧凸轮朝向所述固定凸轮的一侧设有第二凸起结构。
4.如权利要求1所述的操纵系统,其特征在于,所述拉拔离合机构还包括连接杆,所述连接杆穿设于所述主轴、且所述连接杆的两端分别连接于两个所述第一夹紧部;所述位移传感器包括移动部以及检测部,所述移动部设置于所述主轴,所述检测部设置于所述连接杆,并与所述移动部相对。
5.如权利要求1所述的操纵系统,其特征在于,所述主轴包括外壳以及内轴,所述外壳包括主壳体以及设置于所述主壳体外周壁的支撑部;所述内轴可转动地设置于所述主壳体内,所述方向盘连接于所述内轴;所述主壳体连接于所述支架,且所述支撑部与所述支架的部分结构相对间隔设置,所述支架与所述支撑部之间设有移动复位组件。
6.如权利要求5所述的操纵系统,其特征在于,所述移动复位组件包括第一调节件和弹性件,所述弹性件的一端弹性地抵持于所述支撑部,另一端弹性地抵持于所述支架;所述第一调节件可调节地连接于所述支架和所述弹性件之间,以用于调节所述弹性件的形变程度。
7.如权利要求1 6中任一项所述的操纵系统,其特征在于,所述支架包括两个安装部,~
两个所述安装部间隔设置,所述主轴部分地容置于两个所述安装部之间,所述安装部和所述主轴之间设有用于调节所述支架与所述主轴之间的滑动摩擦阻力的移动阻尼组件。
8.如权利要求7所述的操纵系统,其特征在于,所述移动阻尼组件包括第二调节件和阻尼垫片,所述第二调节件穿设于所述安装部、所述阻尼垫片以及所述主轴。
9.一种飞行汽车,其特征在于,包括:
车体;
陆行驱动系统,设置于所述车体并用于为所述飞行汽车提供在陆地行驶的动力;
飞行驱动系统,设置于所述车体并用于为所述飞行汽车提供在空中行驶的动力;以及权利要求1‑8中任一项所述的操纵系统,所述操纵系统连接于所述车体。
10.如权利要求9所述的飞行汽车,其特征在于,所述飞行汽车还包括中控台,所述中控台电性连接于所述位移传感器以及所述飞行驱动系统,并被配置为:根据所述主轴的转动角度控制电控转向器转向;在所述主轴相对于所述支架的轴向移动的自由度被释放的情况下,根据所述主轴的位移量,通过所述飞行驱动系统控制所述飞行汽车在飞行时的俯仰姿态。
说明书 :
操纵系统及飞行汽车
技术领域
背景技术
统是有人驾驶交通工具操纵系统中重要的人机交互部件,对飞机纵向、横向姿态控制与稳
定,地面驾驶方向控制具有重要作用。
发明内容
以通过自身的转动运动驱使飞行汽车在陆行时的转向。拉拔离合机构包括连接于支架和主
轴之间的锁止件,锁止件用于限制或释放主轴相对于支架的移动自由度。方向盘连接于主
轴,位移传感器适于电性连接于飞行汽车的飞行驱动系统,以允许飞行驱动系统基于主轴
的轴向位移控制飞行汽车在飞行时的俯仰姿态。
飞行动力系统设置于车体并用于为飞行汽车提供在空中行驶的动力;操纵系统连接于车
体。
行驱动系统,用于基于自身的转动带动飞行汽车在陆行模式的转向或者基于自身的轴向位
移控制飞行汽车飞行模式的俯仰。拉拔离合机构限制主轴相对于支架的移动自由度,当方
向盘被外力转动时,方向盘带动主轴转动,实现飞行汽车在陆行模式的转向。拉拔离合机构
释放主轴相对于支架的移动自由度,当方向盘被外力拉拔时,方向盘带动主轴相对于支架
沿轴线移动,通过位移传感器传递位移信号给飞行驱动系统,飞行驱动系统基于方向盘的
轴向位移量控制飞行汽车的俯仰姿态。上述操纵系统既能控制飞行汽车在陆地上的转向,
在不改变操纵器件的情况下,还能够控制飞行汽车在飞行时的俯仰姿态,操纵简单,结构简
化。
附图说明
通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本申请保护的范围。
发明的限制。
发明中的具体含义。
现飞行汽车200在陆地上的转向,以及在空中的俯仰姿态。
于车架上,并电性连接于飞行汽车200的中控台70。在本申请实施例中,陆行驱动系统30可
以包括车轮32,还可以包括离合器、变速器、传动轴、传动减速器24等,以用于向飞行汽车
200提供前进的动力和制动的阻力。进一步地,陆行驱动系统30还可以包括动力装置,动力
装置连接于车轮以为车轮提供动力来源。动力装置可以包括但不限于包括:电池包、电机、
发动机等。
基于驾驶员的操纵动作而生成控制指令或者控制参数后,陆行控制器则用于将控制指令或
者控制参数转换为飞行汽车200的行驶参数,行驶参数包括但不限于包括:驱动扭矩、转角
参数、制动扭矩等参数中的至少一种,陆行控制器还用于根据该行驶参数控制动力装置,从
而控制车轮32的转向。进一步地,陆行控制器可以为飞行汽车200的控制中心(如中控台、控制主板等)。或者,陆行控制器也可以是独立的陆行控制主板,其集成于中控台70中。
内,或连接于车壳的外侧或顶部等等。进一步地,飞行驱动系统50电性连接于飞行汽车200
的中控台70,以在中控台70的控制下改变飞行汽车200的飞行姿态。在一些实施例中,飞行
驱动系统50可以包括喷气引擎或/及螺旋桨,以根据喷气引擎的喷气状态或/及螺旋桨的桨
叶状态向飞行汽车200提供不同方向的推进力。
统100基于驾驶员的操纵动作而生成控制指令或者控制参数后,飞行控制器则用于将控制
指令或者控制参数转换为飞行汽车200的飞行姿态参数,飞行姿态参数包括但不限于包括:
驱动扭矩、转角参数、制动扭矩等参数中的至少一种,飞行控制器还用于根据该飞行姿态参
数控制动力装置,从而控制喷气引擎的喷气状态或/及螺旋桨的桨叶状态。进一步地,飞行
控制器可以为飞行汽车200的控制中心(如中控台、控制主板等)。或者,飞行控制器也可以是独立的飞行控制主板,其集成于中控台70中。
仰姿态。
车轴25等转向组件。控制器21电性连接于转向柱总成60,并用于接收转向柱总成60的转向
信号,转向电机23电连接于控制器21,减速器24等传动结构传动连接于转向电机23,车轴25
连接于减速器24与车轮32之间。转向电机23基于控制器21接收的转向信号,驱动减速器24
等传动结构驱使车轴25带动车轮32转向。
轴40驱动电控转向器总成20转向。
分结构能够相对于支架61沿自身轴线移动、绕自身轴线转动,并通过连接轴40连接于电控
转向器总成20,主轴65通过自身的转动运动驱使电控转向器总成20转向,主轴65还通过自
身的轴向移动运动驱使飞行驱动系统50俯仰。其中,主轴65通过自身的转动/轴向移动运动
“驱使”电控转向器总成20转向中,“驱使”可以理解为“机械带动转动”或者可以理解为“利用转动参数间接驱动”,例如,主轴65的转动运动可以传递到电控转向器总成20的驱动部
件,使电控转向器总成20受控而运动,主轴65的轴向移动运动可以传递到飞行驱动系统50
的驱动部件,使飞行驱动系统50受控而俯仰;又如,主轴65的转动参数可以被传输到电控转
向器总成20的控制器21,控制器21根据该转动参数控制驱动部件运动;主轴65的移动参数
可以被传输到飞行驱动系统50的飞行控制器,飞行控制器根据该移动参数控制驱动部件运
动。
支架61轴向移动,主轴65相对于支架61轴向移动时的位移量用于输入飞行驱动系统50,以
使飞行驱动系统50能够根据该轴向位移量控制飞行汽车200在飞行时的俯仰姿态。
在被外力驱使而相对于支架61进行轴向移动时,飞行驱动系统50基于主轴65相对于支架61
移动时的位移量控制飞行汽车200在飞行时的俯仰姿态。
情况下,实现飞行俯仰和陆地转向行驶的自由切换,减少了操作者由于不断切换操纵机构
造成的误操作。
接于两个第一夹紧部614之间,两个第一夹紧部614相对间隔设置,形成第一夹紧空间6141,
第一夹紧空间6141用于容纳外壳62。具体在本实施例中,第一连接部612和两个第一夹紧部
614可以均大致呈板状,两个第一夹紧部614大致彼此平行,以利于共同夹紧外壳62。
621的支撑件623,主壳体621大致呈两端贯通的筒状,其用于安装、容纳主轴65。支撑件623
连接于主壳体621的外周壁。
621固定连接。两个第二夹紧部6233位于两个第一夹紧部614之间,第二连接部6231位于第
一连接部612和主壳体621之间。
轴631和第二轴633。第二轴633通过连接轴40连接于电控转向器总成20,第二轴633通过自
身的转动运动驱使电控转向器总成20转向。第一轴631与主壳体621可活动地连接。其中,
“可活动地连接”中的“连接”可以包括间接连接或者直接连接,例如,第一轴631与主壳体
621之间可以通过轴承连接,又如,第一轴631与主壳体621间可以通过设置于自身的凸起和
槽的配合实现的转动配合连接。
于主壳体621的内壁,因此,主轴体6312与外壳62之间存在可相对转动的自由度,但二者不
可相对轴向移动(换言之,二者可以同步地轴向移动)。
体6312的端部,且插接部6314的外径小于主轴体6312的外径,以便于插接部6314与第二轴
633插接配合时,第二轴633的外表面能够与主轴体6312的外表面相接续。
10内,其用于根据驾驶员的操作带动内轴63转动或者移动。进一步地,方向盘64被配置为:
在飞行汽车200处于飞行模式时,基于自身的轴向位移量控制飞行汽车200的俯仰姿态;以
及在飞行汽车200处于陆行模式时,基于自身的转动角度控制飞行汽车200的转向姿态。由
于方向盘64与第一轴631之间为止转连接,方向盘64的转动角度和轴向位移量也代表了第
一轴631的转动角度和轴向位移量。
此来实现控制电控转向器总成20的转向以及飞行驱动系统50的俯仰动作。
6315,第二轴633通过插接腔6315与第一轴631转动配合。具体而言,第一轴631的插接部
6314可转动地容置于插接腔6315内,使第一轴631与第二轴633之间存在转动自由度。
接,以限制或释放第一轴631和第二轴633之间相对转动的自由度。止转连接件652可滑动地
套设于第二轴633靠近第一轴631的一端,止转连接件652相对于第二轴633轴向移动以与第
一轴631配合,从而锁定第一轴631。本申请对止转连接件652和第一轴631、第二轴633之间
的具体连接方式不做限制,例如止转连接件652可以通过花键连接于第二轴633,或者通过
锁扣结构与第一轴631或/及第二轴633止转连接。止转连接件652可以通过外接驱动源驱动
或者通过各齿轮、链条等传动方式驱动。
而控制电控转向器总成20转向。当止转连接件652释放第一轴631和第二轴633之间的转动
自由度时,转动方向盘64,带动第一轴631相对于第二轴633转动,飞行驱动系统50基于方向
盘64的转动角度控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态。
64的轴向位移控制飞行汽车200在飞行时的俯仰姿态。
66连接于支架61和第一轴631之间,用于限制或释放第一轴631相对于支架61的移动自由
度,从而使飞行驱动系统50基于第一轴631相对于支架61移动时的位移量控制飞行汽车200
在飞行时的俯仰姿态。
动件661和其所在的第一夹紧部614之间,并在锁定驱动件661的驱动下改变两个第一夹紧
部614之间的距离,以控制第一夹紧部614放松或者夹紧支撑件623,从而能够释放或限制外
壳62相对于支架61的移动自由度。
度。本申请对锁定驱动件661的具体结构不作限制,例如,锁定驱动件661可以是能够驱使锁
止件663运动的旋转电机、线性电机或者气缸等。本实施例中,锁定驱动件661采用旋转电
机,该旋转电机固定连接于远离移动驱动件654的第一夹紧部614的侧壁。
连杆组驱动的夹爪机构,或者是通过齿轮组驱动的夹爪机构,或者是通过凸轮组驱动的夹
紧机构等等。在本申请实施例中,锁止件663利用凸轮组实现支架61与外壳62之间的夹紧。
夹紧部614,固定凸轮6634背离支架61的一侧设有第一凸起6635结构。压紧凸轮6632连接于
锁定驱动件661的输出轴,且压紧凸轮6632朝向固定凸轮6634的一侧设有第二凸起6633结
构。
紧凸轮6632推动固定凸轮6634朝向第一夹紧部614的方向运动,利用支架61的弹性形变能
力,固定凸轮6634同时推动对应的第一夹紧部614运动,使得两个第一夹紧部614之间的距
离变小,两个第一夹紧部614抵紧在外壳62的第二夹紧部6233上,从而限制了外壳62相对于
支架61的移动自由度。
对于支架61的移动自由度,此时拉动方向盘64,方向盘64带动第一轴631,第一轴631带动外
壳62相对于支架61移动,从而允许飞行驱动系统50基于第一轴631或外壳62的位移量控制
飞行汽车200的俯仰姿态。
处。连接杆6636的一端贯穿靠近锁定驱动件661的第一夹紧部614,用于安装压紧凸轮6632,
压紧凸轮6632可活动地套设于连接杆6636。两个第二夹紧部6233上均开有供连接杆6636滑
动的滑槽6232,滑槽6232沿轴线O开设。
200的中控台70,中控台70检测第一夹紧部614和外壳62之间的压力,提供压力信号给中控
台70,中控台70基于该压力信号判断锁止件663是否释放了外壳62相对于支架61的移动自
由度。飞行汽车切换成飞行模式后,中控台70基于压力传感器613压力信号判断锁定锁止件
663各元件是否执行到位,是否达成俯仰控制的条件,从而保证飞行安全。
件80的具体结构不作限制。在本实施例中,移动复位组件80包括第一调节件81和弹性件83。
弹性件83的一端弹性地抵持于第二连接部6231,另一端弹性地抵持于第一连接部612。本申
请对弹性件83的具体结构不作限制,例如,弹性件83可以是弹片或者其他能够驱使外壳62
相对于支架61移动的弹性体(如弹簧、弹性套筒等)。
件81可调节地连接于第一连接部612和弹性件83之间,以用于调节弹性件83的形变程度。具
体而言,第一调节件81可以为通过转动限制弹性件83形变的螺杆或者其他可转动的杆、柱。
例如,第一调节件81为螺杆时,其穿设于第一连接部612并与第一连接部612螺纹连接,扭簧
的弹性臂可以连接在螺杆上,螺杆相对于第一连接部612转动时,其螺纹连接的深浅长度被
改变,因此带动弹性臂移动位置,从而能够调整弹性件83的形变程度。
612压缩弹性件83。当方向盘64的拉拔力撤销后,弹性件83恢复形变,拉动支撑件623相对于
支架61移动复位。
动系统50,以允许飞行驱动系统50在第二轴633和第一轴631可相对转动的状态下、基于第
一轴631的轴向位移控制飞行汽车200在飞行时的俯仰姿态。位移传感器615可以包括移动
部6152和检测部6154,移动部6152连接于支撑件623的第二连接部6231,检测部6154连接于
连接杆6636,并与移动部6152相对。外壳62和支架61相对运动时,外壳62带动移动部6152相
对于检测部6154移动,从而位移传感器615能够检测出外壳62的轴向位移即第一轴631的轴
向位移。
尼组件90可以安装于支架61,相应地,支架61还可以包括两个安装部616,两个安装部616间
隔设置,两个安装部616之间通过第三连接部618连接,两个第二夹紧部6233部分地容置于
两个安装部616之间。两个安装部616以及第三连接部618均位于第一连接部612靠近连接轴
40的一侧。
擦力。第二调节件92包括两个垫片921、螺栓923以及螺母925,两个垫片921分别设置于安装
部616和第二夹紧部6233的相背两侧,螺栓923可滑动地连接于第二夹紧部6233,螺母925与
螺栓923螺纹连接。安装部616、阻尼垫片94以及支撑件623均位于两个垫片921之间,螺栓
923依次穿设于一个垫片921、安装部616、阻尼垫片94、第二夹紧部6233以及另一个垫片
921,螺母925位于螺栓923背离第二夹紧部6233的一端。通过调节螺母925和螺栓923的松
紧,改变对安装部616、阻尼垫片94以及第二夹紧部6233的压紧力,从而调节安装部616和第
二夹紧部6233之间的摩擦力。
61之间的摩擦力,从而提高驾驶员拉拔的阻尼感。
间相对转动的自由度被限制的情况下(陆行模式),根据第一轴631的转动角度控制电控转
向器总成20转向;在第二轴633和第一轴631之间相对转动的自由度被释放的情况下(飞行
模式),根据第一轴631的转动角度控制飞行驱动系统50,以控制飞行汽车200在飞行时的转
向姿态;在外壳62相对于支架61的轴向移动的自由度被释放的情况下,根据第一轴631的位
移量,通过飞行驱动系统50控制飞行汽车200在飞行时的俯仰姿态。
如,当驾驶员期望飞行汽车200工作于飞行模式时,通过中控台70发出飞行模式的切换指
令,则控制移动驱动件654释放第二轴633和第一轴631之间相对转动的自由度,锁定驱动件
661释放外壳62相对于支架61的轴向移动的自由度;当驾驶员期望飞行汽车200工作于陆行
模式时,通过中控台70发出陆行模式的切换指令,则控制移动驱动件654限制第二轴633和
第一轴631之间相对转动的自由度。
631相对于支架61的移动自由度。飞行汽车处于陆行模式时,按钮76可以脱离于飞行驱动系
统50操作,驾驶员在飞行汽车200陆行模式时按下按钮76可以调节方向盘64的位置而不会
传输信号通知飞行驱动系统50进行俯仰操作。
车200时,电性连接的连接状态可以减小驾驶员的心理压力。
二轴633转动,第二轴633通过连接轴40带动电控转向器总成20转动,从而完成陆行模式的
飞行汽车200的转向动作。
转动,飞行驱动系统50基于方向盘62的转动角度控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态。
动。外壳62沿第一轴631的轴向相对于支架61移动,通过位移传感器615通知飞行驱动系统
50,基于外壳62的轴向位移控制飞行汽车200在飞行时的俯仰姿态。飞行模式时,按钮76处
于不被激活的状态。
纵器件的情况下,实现飞行和陆地行驶自由切换,减少了操作者由于不断切换操纵机构造
成的误操作,符合单一交通工具的驾驶习惯。
的第二轴633可以通过一些传动结构(如减速器24、车轴25等)连接于陆行驱动系统30的车
轮32,转向柱总成60仍然能够控制飞行汽车200处于陆行模式时的转向姿态;转向柱总成60
通过第一轴631控制飞行汽车200处于飞行模式时的转向姿态。
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。而
这些修改或者替换,并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和
范围。