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CN108204782A - 一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置 - Google Patents

一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置 Download PDF

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苏冬
宋莎
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    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置，包括手轮、螺旋盘、指针组件、支座、角度刻板、传动轴、输出装置，螺旋盘盘面上设有阿基米德螺旋槽，转动手轮，带动阿基米德螺旋盘转动，从动销在螺旋盘的作用下绕转动销的固定点以固定半径旋转，进而带动指针绕转动销的固定点沿支座上部轨迹进行运动，角刻度板指示出传动轴输出装置的偏角值。本装置结构简单、占用空间小、线性输出、指示准确，同时可降低经济成本，且使用范围较广的角度测量与指示装置。

Description

一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置
技术领域
本发明涉及机械输出装置偏角的测量与指示技术领域，特别是一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置。
背景技术
当输入端传动轴通过一定的传动方式(如钢索软式传动系统、拉杆摇臂硬式传动系统等)带动其输出装置(如舵面、调整片等)进行偏转时，针对输出装置偏角的测量，一般采用如下方法：
1.传感器测量
通常采用连杆机构将舵面偏转量引出，再通过角位移传感器来进行舵面偏角的测量。该种方法通常受输出装置终端连接方式及安装空间的制约，同时传感器的研制及使用成本较高。
2.机械式测量
通常也可采用一种带标尺的机械工装来进行舵面偏角的测量，例如将安定面夹、舵面夹一端分别固定于安定面、舵面上，其另一端固定于标尺上，当舵面偏转时，安定面夹标尺端保持零位状态不变，而舵面夹标尺端会跟随舵面偏转而进行转动，从而可指示出舵面偏转的位移量。该种方法仅适用于飞机操纵系统总装调试及地面试验时舵面偏角的测量，对于正常运营飞行状态的飞机无法适用。
发明内容
为了解决解决目前舵面偏角测量中存在的受安装空间制约、使用成本高及适用范围受限的问题，本发明提供了一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置。
一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置，包括手轮、螺旋盘、指针组件、支座、角度刻板、传动轴、输出装置，手轮上设有与螺旋盘上的凸缘紧密嵌合的凹槽，螺旋盘盘面上设有阿基米德螺旋槽，螺旋盘中心设有与传动轴一端的外花键相啮合的内花键，传动轴的另一端通过支座上的轴承孔与输出装置连接，指针组件包括转动销、从动销、指针，转动销的一端与指针组件上的转动孔配合安装，另一端与支座上的衬套间隙配合，从动销的一端与指针组件的从动孔配合安装，另一端则置于螺旋盘中的阿基米德螺旋槽内，角度刻板则固定在支座上部，转动手轮，带动阿基米德螺旋盘转动，从动销在螺旋盘的作用下绕转动销的固定点以固定半径旋转，进而带动指针绕转动销的固定点沿支座上部轨迹进行运动，角刻度板指示出传动轴输出装置的偏角值。输出装置可为钢索软式传动系统带动的舵面或调整片、拉杆摇臂硬式传动系统带动的舵面或调整片。
本发明的优点在于：它是一种结构简单、占用空间小、线性输出、指示准确，同时可降低经济成本，且使用范围较广的角度测量与指示装置。
以下结合实施例附图对该申请作进一步详细描述。
附图说明
图1基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置装配示意图
图2基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置装配分解示意图
图3手轮示意图
图4阿基米德螺旋盘示意图
图5阿基米德螺旋盘的阿基米德螺旋槽示意图
图6传动轴示意图
图7指针组件示意图
图8支座示意图
图9基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置工作原理示意图
图中编号名称：1.手轮 2.螺旋盘 3.指针组件 4.支座 5.传动轴 6.角度刻板 9.凹槽 10.中心孔 11.内花键 12.凸缘 13.阿基米德螺旋槽 14.外花键 15.从动孔 16.转动孔 17.转动销 18.从动销 19.指针 20.轴承孔 21.轴承 22.转动销孔 23.衬套 24.定位孔 26.挡边
具体实施方式
参见图1～图8，该基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置由手轮1、螺旋盘2、指针组件3、支座4、传动轴5、角度刻板6组成。安装时，手轮1上的凹槽9与螺旋盘2上的凸缘12紧密嵌合，因此手轮1转动可带动螺旋盘2旋转；螺旋盘2盘面上设有阿基米德螺旋槽13，螺旋盘2与传动轴5通过内花键11及外花键14相啮合，因此螺旋盘2可将手轮1的旋转运动传递至传动轴5，进而由传动轴5带动输出装置运动，其中输出装置可以为钢索软式传动系统带动的舵面或调整片、拉杆摇臂硬式传动系统带动的舵面或调整片；指针组件3由从动孔15、转动孔16、转动销17、从动销18及指针19组成，其中转动销17的一端与转动孔16过盈配合，其另一端与支座4中的衬套23间隙配合，而从动销18的一端与从动孔15亦为过盈配合，从动销18的另一端则置于螺旋盘2中的阿基米德螺旋槽13内，当手轮1带动螺旋盘2转动时，从动销18在螺旋盘2的作用下绕转动销17的固定点以固定的半径旋转，进而带动指针19绕转动销17的固定点沿支座4的上部轨迹进行运动，角刻度板25指示出传动轴输出装置的偏角值。
通过上述对于该基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置安装配合方式的描述，并结合附图9，当指针组件3的结构确定时，转动销17距从动销18的距离r、转动销17距指针19终端的距离R及r与R间的夹角θ三者均为常值，当手轮1带动螺旋盘2转动1圈时，从动销18沿半径为r的圆周向前或向后移动弦长为一个螺距P的位移，进而指针19沿半径为R的圆周向前后或向后移动n个刻度。因为螺旋盘2可将手轮1的旋转运动传递至传动轴5，且传动轴5的转动圈数与其输出装置的偏角间存在一个特定的传动系数i的对应关系，因此，输出装置的偏转角度通过手轮1与指针组件3间阿基米德螺旋盘2的转换，得以线性准确的测量并直观显示。
假如手轮向前或向后转动m圈时，该输出装置的偏转角度达到上极限β°或下极限-β°，则输出装置偏转角度x与显示偏角值的刻度板25的弧长y应满足如下关系：
如附图3、8，手轮1与支座4上均设有减重孔，可在保证强度的情况下，减少零件重量，有利于整个结构装置的减重。
如附图8，支座4通过定位孔24固定于安装面上，且轴承孔20内的轴承21可支撑传动轴5，并将传动轴5的旋转运动与支座4隔离，使支座4保持静止状态；角度刻板6两端设有挡边26，可防止指针19的超量程偏转。

Claims (2)

1.一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置，包括手轮、螺旋盘、指针组件、支座、角度刻板、传动轴、输出装置，其特征在于手轮上设有与螺旋盘上的凸缘紧密嵌合的凹槽，螺旋盘盘面上设有阿基米德螺旋槽，螺旋盘中心设有与传动轴一端的外花键相啮合的内花键，传动轴的另一端通过支座上的轴承孔与输出装置连接，指针组件包括转动销、从动销、指针，转动销的一端与指针组件上的转动孔配合安装，另一端与支座上的衬套间隙配合，从动销的一端与指针组件的从动孔配合安装，另一端则置于螺旋盘中的阿基米德螺旋槽内，角度刻板则固定在支座上部，转动手轮，带动阿基米德螺旋盘转动，从动销在螺旋盘的作用下绕转动销的固定点以固定半径旋转，进而带动指针绕转动销的固定点沿支座上部轨迹进行运动，角刻度板指示出传动轴输出装置的偏角值。
2.根据权利要求1所述的一种基于阿基米德螺旋盘的角度测量与指示装置，其特征在于所述的输出装置为钢索软式传动系统带动的舵面或调整片、拉杆摇臂硬式传动系统带动的舵面或调整片。
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