操縱機構(gòu)之間的力聯(lián)合裝置、操縱機構(gòu)和飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及至少兩個飛行器操縱機構(gòu)之間的力聯(lián)合裝置，所述飛行器包括一種操 縱裝置，對于每個飛行器駕駛機構(gòu)，所述操縱裝置配備有兩個（全部通過機械傳動鏈或以 至少局部電氣的方式）與該駕駛機構(gòu)連接的這種操縱機構(gòu)，以使飛行器能夠同時由兩個人 操縱：機長（或駕駛員）或副駕駛員。
【背景技術(shù)】
[0002] 在全文中，除非相反指示，術(shù)語"操縱"和其派生詞表示由至少一個人類駕駛員通 過操作至少一個例如操作桿、控制桿、腳踏板、踏板等操縱機構(gòu)來駕駛飛行器，所述操縱機 構(gòu)與至少一個例如飛行器的舵面或油門控制桿的駕駛機構(gòu)連接。另外，采用術(shù)語"力"以根 據(jù)施加有該力（如果旋轉(zhuǎn)則為扭力或如果平移則為推力（force))的配置來無區(qū)別地表示 扭力或推力。
[0003] 在需要由駕駛員和副駕駛員同時操縱飛行器時，已知在兩個駕駛員之間連接每個 駕駛員的操縱機構(gòu)或操作桿，以便每個操作桿跟隨另一個移動，且每個駕駛員在其操作桿 上可感受到另一駕駛員在自己的操作桿上施加的力。傳統(tǒng)上，通過機械連接兩個操縱機構(gòu) 的一組連桿或電纜來執(zhí)行在操縱機構(gòu)間的該力聯(lián)合。
[0004] 然而，當(dāng)操縱機構(gòu)為電氣或電子類型時，需要例如通過電動機來模擬傳統(tǒng)機械操 作桿的性能。從文件US 5291113中已知操縱裝置包括聯(lián)合裝置，所述聯(lián)合裝置實現(xiàn)應(yīng)用至 駕駛員和副駕駛員操作桿上的推力和位移的聯(lián)接。對于每個操縱機構(gòu)，該操縱裝置包括與 (扭力傳感器形式的）力傳感器和位置傳感器連接的操作手柄。每個扭力傳感器發(fā)送表示 由駕駛員（或副駕駛員）在操作手柄上施加/感受到的扭力的信號。根據(jù)由位置傳感器發(fā) 送的位置信號和由扭力信號總和形成的力反饋值，加法器形成之后被應(yīng)用至電子控制器的 扭力誤差，所述電子控制器發(fā)送適合于電動機的電流以修正該扭力誤差并改變駕駛員（或 副駕駛員）感受到的扭力。
[0005] 這種力聯(lián)合裝置具有的缺點在于，通過模擬在駕駛員和副駕駛員的操縱機構(gòu)之間 類似于剛性連桿的聯(lián)接，降低了駕駛員的力感知。然而，這種連桿在機械系統(tǒng)中通常配備有 當(dāng)由一個操作桿在另一個操縱桿上施加的力超過預(yù)先確定極限時使駕駛員的操作桿斷開 連結(jié)裝置。這種"斷連"不實現(xiàn)于先有技術(shù)的聯(lián)合裝置中，且當(dāng)駕駛員和副駕駛員的聯(lián)合力 導(dǎo)至發(fā)提供至電動機的電流飽和時不實現(xiàn)力限制。在該情況下，由發(fā)動機提供與駕駛員施 加的力相反的力是恒定的且不再能夠感受到相對于操作桿總行程的位置。而且，如果根據(jù) 位置設(shè)置了如類似于開槽（crantage)的感知或可通過的止擋（but6e)(例如通過操作桿振 動器引起的振動，以觸碰地警告接近熄火的情況）的力變化規(guī)律，則通過電動機控制飽和 度進行"擦除"。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種聯(lián)合操縱機構(gòu)間力的裝置，所述操縱機構(gòu)不具有現(xiàn)有 技術(shù)的缺點。
[0007] 本發(fā)明的目的還在于所提供的這種裝置能夠當(dāng)由一個操作桿在另一個操作桿上 作用的力超過預(yù)先確定極限時，在駕駛員和副駕駛員的操作桿之間實現(xiàn)"斷連"。
[0008] 本發(fā)明的目的同樣在于通過將電動機控制飽和度極限保持足夠高，能夠得到操縱 機構(gòu)的最佳動力。
[0009] 本發(fā)明的目的還在于所提供的這種聯(lián)合裝置能夠考慮到被動回復(fù)裝置 (dispositifs de rappel passives)的存在，如彈簧和/或緩沖器，所述被動回復(fù)裝置與和 主動裝置（電動機、各種致動器等）并聯(lián)的操縱機構(gòu)的操作手柄連接。
[0010] 為此，本發(fā)明涉及一種第一和第二力反饋式操縱機構(gòu)之間的力聯(lián)合裝置，每個操 縱機構(gòu)包括可相對于底座移動的操作手柄和至少一個力傳感器，所述至少一個力傳感器適 用于提供由駕駛員施加于操作手柄上的力值、即操縱力值，所述裝置適用于根據(jù)每個操縱 機構(gòu)的操縱力值的總和形成力反饋值，其特征在于，所述裝置還包括修正裝置，所述修正裝 置適用于根據(jù)從所述第二操縱機構(gòu)的操縱力絕對值和每個操縱機構(gòu)的操縱力值之間的差 值中選取的至少一個參數(shù)來限制所述力反饋值。
[0011] 通過或者根據(jù)每個操縱機構(gòu)的操縱力間的差值、或者根據(jù)第二機構(gòu)的操縱力絕對 值來引起力反饋值的修正，能夠限制由其它操縱機構(gòu)提供的操縱力值對給定的操縱機構(gòu)的 操縱力的影響。更具體地，在包括兩個操縱機構(gòu)、例如機長使用的操作桿（駕駛員操作桿） 和副駕駛員使用的操作桿（副駕駛員操作桿）的操縱裝置中，如果由于任何原因鎖定了副 駕駛員操作桿，或如果駕駛員和副駕駛員在相反方向上分別啟動了各自的操作桿，在駕駛 員的操縱力和副駕駛員的操縱力間的較大的根據(jù)差值的力反饋修正在兩個操縱桿間的剛 性聯(lián)接中引起彈力形式。而且，通過限制傳送給駕駛員操作桿的副駕駛員的力絕對值，能夠 在駕駛員的操縱力中保留根據(jù)飛行狀況、例如操作桿位置來計算的力分量而沒有掩蓋任何 可通過的止擋（例如由操作桿振動器引起的振動，以觸碰地警告接近熄火的情況），以及沒 有該限制的其它表示特定狀態(tài)或情況的觸碰感知由于向電動機供應(yīng)的電流的飽和而將消 失。
[0012] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述修正裝置至少包括：
[0013] ?比較器，所述比較器適用于形成每個操縱機構(gòu)的操縱力值的差值，
[0014] ?帶死區(qū)（bande morte)的修正器，所述修正器適用于在所述力差值小于預(yù)先確定 閾值時提供基本為零的修正值，或者在所述力差值大于所述預(yù)先確定閾值時提供基本等于 所述力差值絕對值減去閾值且?guī)в胁钪捣柕男拚?，以?br>[0015] ?加法器，所述加法器用于根據(jù)操縱力總和以及修正值形成力反饋值。
[0016] 由于向每個操縱機構(gòu)間的操縱力差值提供不敏感范圍的修正器死區(qū)，在操縱力差 值小于預(yù)先確定閾值時，本發(fā)明的聯(lián)合裝置表現(xiàn)為如存在于操縱機構(gòu)的操作桿之間的剛性 連接。當(dāng)操縱力差值大于閾值時，所述裝置對于所考慮的操縱機構(gòu)表現(xiàn)為由其它操縱機構(gòu) 傳送的操縱力的限制器且引起了在不同操縱機構(gòu)的操作桿間的角度變化的可能性。
[0017] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)先確定閾值等于斷連可接受力的極限值的兩倍。在傳 統(tǒng)機械系統(tǒng)中，根據(jù)該斷連可接受力對應(yīng)的力，駕駛員和副駕駛員的兩個操作桿不再彼此 剛性連接。因此，當(dāng)根據(jù)差值的修正增益等于1時，來自第二操縱機構(gòu)的操縱力的影響被限 制于斷連可接受力，且由駕駛員施加/感受到的操縱力基本對應(yīng)于單獨操縱時將感受到的 力的一半加上固定力，所述固定力等于斷連可接受力極限值，代表了在兩個操作桿之間的 異常。
[0018] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)先確定閾值可根據(jù)表示每個操縱機構(gòu)的操作手柄位 置的信號之間的差值變化。在根據(jù)本發(fā)明的聯(lián)合裝置的該變型中，斷連可接受力可根據(jù)駕 駛員操作桿和副駕駛員操作桿之間的位置的差值變化。位置差值越大，斷連的極限力越大。
[0019] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述修正裝置還包括在帶死區(qū)的修正器的輸出端處的閾值 比較器，所述閾值比較器適用于在當(dāng)修正器輸出非零時提供斷連信號。以該方式，在駕駛員 操作桿之間的斷連接信號不再取決于操縱機構(gòu)的電動機中循環(huán)的電流，且容易被大動力運 動影響，因此能夠提供較弱的斷連信號。
[0020] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明的聯(lián)合裝置的第二實施例中，所述修正裝置包括至 少一個飽和器，所述飽和器適用于將第二操縱機構(gòu)的操縱力值限制到斷連可接受力的極限 值。該實施例比之前的實施例更簡單且更經(jīng)濟，還能夠滿足給予力聯(lián)合裝置的大部分函數(shù)。 在該第二實施例中，兩個（駕駛員和副駕駛員的）操縱機構(gòu)不需要同時飽和，且僅在單一操 縱機構(gòu)上執(zhí)行斷相關(guān)聯(lián)探測（除非在所述第一操縱機構(gòu)以及所述第二操縱機構(gòu)上觀察到 了力飽和）。
[0021] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述斷連可接受力極限值是可變化的且所述修正裝置適用 于根據(jù)表示每個操縱機構(gòu)的操作手柄位置的信號之間的差值來確定所述斷連可接受力的 極限值。
[0022] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述修正裝置還包括比較器，所述比較器適用于形成第二操 縱機構(gòu)的操縱力值與飽和器的輸出值之間的差值并在所述差值非零時提供斷連信號。當(dāng)飽 和器不介入時飽和器的輸入和輸出的差值為零，以限制副駕駛員的操縱力。一旦限制介入， 差值非零且發(fā)送代表兩個操作桿之間斷連的信號。
[0023] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明的任意實施例中，所述裝置包括輸出端，所述輸出 端適用于當(dāng)激活斷連信號時控制斷連指示器。該指示器是可見（可看見）的、有聲音的又 或通過在駕駛員可見到的屏幕上的警告實現(xiàn)。
[0024] 有利地，根據(jù)本發(fā)明，所述裝置還包括由斷連信號激活的計數(shù)器，所述計數(shù)器適用 于在預(yù)先確定時間段之后開啟轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⒌谝徊倏v機構(gòu)與第二操縱機構(gòu)的 操縱力信號隔離。因此例如當(dāng)其中一個操縱機構(gòu)的操作桿被鎖定時，所述操作桿與聯(lián)合裝 置斷開連接且能夠在剩余的操縱機構(gòu)上獨立操縱。
[0025] 本發(fā)明還涉及一種操縱機構(gòu)，所述操縱機構(gòu)適用于與相同類型的第二操縱機構(gòu)相 關(guān)聯(lián)，所述操縱機構(gòu)至少包括：
[0026] -可根據(jù)至少一個自由度移動的操作手柄，
[0027] -力傳感器，所述力傳感器適用于提供由駕駛員施加于操作手柄上的力值、即操縱 力值，<