Способ многоразового соединения разъёмов ввода-вывода ручки управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов Российский патент 2024 года по МПК G05G1/06 G09B9/08 

Заявляемый способ относится к способам многоразового соединения штока органа управления дроссельной заслонки со сменной ручкой управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов.

Технический результат заявляемого способа заключается в реализации механического крепления ручки управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов к штоку органа управления дроссельной заслонки с одновременным подключением к электрической цепи устройства, что снижает время на замену ручек, повышает отказоустойчивость узла и увеличивает общую износостойкость устройства. Обеспечение быстрой замены ручки управления на штоке органа управления дроссельной заслонки производится без применения дополнительного инструмента.

Заявляемый способ продлевает эксплуатационный срок устройства управления, ускоряет замену сменных ручек, что в свою очередь упрощает эксплуатацию устройства управления дроссельной заслонкой.

Технический уровень

Известные на данный момент производители выполняют монтаж ручек на штоки винтами, что требует применение вспомогательного инструмента, а также изнашивает узлы устройства [1].

Заявляемый способ соединения не требует дополнительного инструмента для крепления ручек. А также обладает высокой надежностью за счет размещения проводки внутри штока, что исключает механические повреждения проводки. Электрические соединители защищены стенками корпуса ручек и штока, что повышает отказоустойчивость устройства.

Производитель авиационных симуляторов Chengdu WinWing Tech Co [2] является единственным, кто использует модульную систему ручек управления. При этом в устройствах они производят монтаж ручек при помощи винтов, а электрическую часть подключают внешней проводкой.

Guillemot Corporation в патенте ES 2822336 запатентовали концепцию игрового контроллера, применяемого для интерактивных развлечений и симуляторов. В характеристике изобретения они отмечают, что оно является игровым контроллером, содержащим подвижный вращаемый элемент относительно рулевой опоры, используемый для управления транспортным средством. GC не указывают, что их игровой контроллер может быть наделен сменными частями.

Существует полезная модель по патенту RU 161458 «Устройство электрических соединений», в котором защищается применение переходной платы, снабженной универсальными электрическими соединителями. Конструктивные элементы соединителей могут быть заменены при необходимости другими комплементарными элементами без использования паяльника. В заявляемом способе соединение происходит при помощи пружинных магнитных контактов одной конструкции к другой (ручка управления соединяется с штоком), поскольку в эксплуатации устройства имеют место быть механические нагрузки, жесткая сцепка электрических контактов как в «устройстве электрических соединений» не желательна.

Другим аналогом можно назвать патент RU 108685 «Универсальный пилотажный моделирующий стенд». Полезная модель стенда относится к тренажеростроению. При этом заявляемый способ затрагивает решение нескольких узкоспециализированных задач, которые не освещаются в технической составляющей названного патента.

Заявляемый способ многоразового соединения разъёмов ввода-вывода ручки управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов позволяет выполнять быструю замену ручек за счет сокращения числа монтажных операций без использования вспомогательного инструмента в короткий срок, а также повышает отказоустойчивость и износостойкость устройства.

Термины и определения, используемые для описания способа:

• Орган управления дроссельной заслонкой - узел, отвечающий за управление тягой двигателя, на который устанавливаются сменные ручки управления.

• Сменная ручка управления - эргономическое изделие, которое держит рука оператора органа управления дроссельной заслонкой. Изделие оснащено органами управления такими как: кнопки, тумблеры, нажимные клавиши, рифленые диски (реостаты), указатели положения (переключатели).

• Шток органа управления дроссельной заслонки - конструкционный элемент органа управления дроссельной заслонки, способный перемещаться радиально в зависимости от конструкции органа управления дроссельной заслонки.

• Фланец ручки - конструкционный элемент ручки управления, который выполняет задачу адаптера между ручкой управления и штоком органа управления дроссельной заслонки.

• Магнитный пружинный соединитель - электромеханическое устройство, предназначенное для создания электрического соединения между частями электрической цепи. Состоит из двух частей, устанавливаемых в штоке органа управления дроссельной заслонкой и в сменной ручке управления.

• Пружинно-шаровый замок - изделие, выполняющие фиксацию сменной ручки управления на штоке органа управления дроссельной заслонки.

• Шар - конструкционный элемент пружинно шарового замка.

• Пружина - конструкционный элемент пружинно шарового замка.

• Блокировочный паз - конструкционный элемент фланца ручки.

• Корпус электрического соединителя - конструкционный элемент магнитного пружинного соединителя.

• Контактная гильза - конструкционный элемент магнитного пружинного соединителя.

• Магнитное кольцо - конструкционный элемент магнитного пружинного соединителя.

• Контактный гильзоприемник - конструкционный элемент магнитного пружинного соединителя.

Для реализации заявляемого способа применяются штоки органа управления дроссельной заслонки, в которые установлены пружинно-шаровые замки, механически фиксирующие ручки на штоках во фланцах, установленных на ручках управления. В момент крепления происходит подключение с помощью магнитно-пружинных соединителей, размещенных в штоке и ручке управления. Благодаря особенностям конструкции штока в данном способе проводка кабелей проходит внутри штока, что защищает проводку от внешнего механического воздействия.

Действующие элементы для реализации заявляемого способа:

1. Ручка управления.

1.1. Фланец ручки управления.

1.1.1. Блокировочный паз фланца ручки управления.

2. Шток органа управления дроссельной заслонкой.

2.1. Внутренняя проводка.

3. Пружинный шаровый замок.

3.1. Шар пружинного замка.

3.2. Пружина пружинного шарового замка.

3.3. Канал пружинного шарового замка.

4. Магнитные пружинные соединители.

4.1. Корпус магнитного пружинного соединителя.

4.2. Контактные гильзоприемники.

4.3. Контактные гильзы.

4.4. Пружины.

4.5. Магнитные кольца.

Наглядным образом заявляемый способ демонстрируют следующие иллюстрации:

фиг. 1 - Общий вид сменной ручки, установленной на штоке органа управления дроссельной заслонки, где 1 - сменная ручка управления, 1.1 - фланец ручки управления, 2 - шток органа управления дроссельной заслонкой;

фиг. 2 - Конструкция органа управления дроссельной заслонкой, где 2.1 - внутренняя проводка, 3 - пружинный шаровый замок, 4 - Магнитные пружинные соединители;

фиг. 3 - Конструкция и работа пружинного замка, где 1.1 - фланец ручки управления, 1.1.1 - блокировочный паз фланца ручки управления, 3.1 - шар пружинного замка, 3.2 - пружина пружинного шарового замка, 3.3 - канал пружинного шарового замка;

фиг. 4 - Конструкция и работа магнитного пружинного электрического соединителя, где 4.1 - корпус магнитного пружинного соединителя, 4.2 - контактные гильзоприемники, 4.3 - контактные гильзы, 4.4 - пружины, 4.5 - магнитные кольца;

фиг. 5 - Сменная ручка, установленная на штоке (на иллюстрации показана сменная ручка другой конструкции, установленная на шток органа управления дроссельной заслонкой), где 1 - сменная ручка другой конструкции, 2 - шток органа управления дроссельной заслонкой.

Осуществление способа

Способ многоразового соединения разъёмов ввода-вывода ручки управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов заключается в наживлении ручки управления (1) на шток дроссельной заслонки (2) нажатием на ручку вдоль продольной оси штока (2) до щелчка, при этом фланец ручки управления (1.1) поджимает шар (3.1) пружинного шарового замка (3), пружина замка (3.2) сжимается и шар (3.1) уходит внутрь канала замка (3.3), а внутри корпусов электрических соединителей (4.1) контактные гильзоприемники (4.2) поджимают гильзы (4.3), пружины (4.4) сжимаются, магнитные кольца (4.5) приближаются друг к другу достаточно близко, чтобы создавать магнитное притяжение, электрическая цепь замыкается, электрические сигналы передаются через внутреннюю проводку штока (2.1), магнитные пружинные электрические соединители (4), находящиеся в штоке (2) и в ручке управления (1) соединяются, при этом фланец ручки (1.1) упирается в шток органа управления дроссельной заслонки (2), пружина пружинного шарового замка (3.2) выталкивает шар (3.1) в блокировочный паз (1.1.1), ручка управления (1) фиксируется на штоке (2);

при этом для выполнения разъединения ручки управления (1) со штока дроссельной заслонки (2) производится рывковое движение ручки (1) наружу вдоль продольной оси штока органа управления дроссельной заслонки (2), приводящее к выходу гильзы (4.3) из контактных гильзоприемников (4.2) в корпусах электрических соединителей (4.1), магнитные кольца (4.5) перестают притягивать друг друга из-за увеличения расстояния между ними, пружины (4.4) разжимаются, высвобождая контактные гильзы (4.3), электрическая цепь разрывается, электрические сигналы прекращают передаваться через внутреннюю проводку штока (2.1), происходит разъединение магнитно-пружинных электрических соединителей (4) внутри штока (2) и ручки управления (1), а пружина пружинного шарового замка (3.2) в момент вынимания ручки сжимается, шар замка (3.1) перемещается внутрь канала замка (3.3) и освобождает блокировочный паз (1.1.1), находящийся во фланце ручки управления (1.1).

Список источников

1. Р.Н. Потехин, ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ РАЗРУШЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ / Технология и мехатроника в машиностроении, Решетневские чтения. 2013 [URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-prichiny-razrusheniya-rezbovyh-soedineniy/viewer ].

2. Winwing [URL: https://winwingsim.com/view/shopping.html ].

Изобретение относится к рукояткам управления. Способ многоразового соединения разъёмов ввода-вывода ручки управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов заключается в наживлении ручки управления (1) на шток дроссельной заслонки (2) нажатием на ручку вдоль продольной оси штока (2) до щелчка, при этом фланец ручки управления (1.1) поджимает шар (3.1) пружинного шарового замка (3), пружина замка (3.2) сжимается и шар (3.1) уходит внутрь канала замка (3.3), а внутри корпусов электрических соединителей (4.1) контактные гильзоприемники (4.2) поджимают гильзы (4.3), пружины (4.4) сжимаются, магнитные кольца (4.5) приближаются друг к другу достаточно близко, чтобы создавать магнитное притяжение, электрическая цепь замыкается, электрические сигналы передаются через внутреннюю проводку штока (2.1), магнитные пружинные электрические соединители (4), находящиеся в штоке (2) и в ручке управления (1), соединяются, при этом фланец ручки (1.1) упирается в шток органа управления дроссельной заслонки (1), пружина пружинного шарового замка (3.2) выталкивает шар (3.1) в блокировочный паз (1.1.1), ручка управления (1) фиксируется на штоке (2). При этом для выполнения разъединения ручки управления (1) со штока дроссельной заслонки (2) производится рывковое движение ручки (1) наружу вдоль продольной оси штока органа управления дроссельной заслонки (2), приводящее к выходу гильзы (4.3) из контактных гильзоприемников (4.2) в корпусах электрических соединителей (4.1), магнитные кольца (4.5) перестают притягивать друг друга из-за увеличения расстояния между ними, пружины (4.4) разжимаются, высвобождая контактные гильзы (4.3), электрическая цепь разрывается, электрические сигналы прекращают передаваться через внутреннюю проводку штока (2.1), происходит разъединение магнитно-пружинных электрических соединителей (4) внутри штока (2) и ручки управления (1), а пружина пружинного шарового замка (3.2) в момент вынимания ручки сжимается, шар замка (3.1) перемещается внутрь канала замка (3.3) и освобождает блокировочный паз (1.1.1), находящийся во фланце ручки управления (1.1). Технический результат заключается в обеспечении быстрой замены ручки управления на штоке органа управления дроссельной заслонки. 5 ил.

Способ многоразового соединения разъёмов ввода-вывода ручки управления для лётных симуляторов и беспилотных летательных аппаратов заключается в наживлении ручки управления (1) на шток дроссельной заслонки (2) нажатием на ручку вдоль продольной оси штока (2) до щелчка, при этом фланец ручки управления (1.1) поджимает шар (3.1) пружинного шарового замка (3), пружина замка (3.2) сжимается и шар (3.1) уходит внутрь канала замка (3.3), а внутри корпусов электрических соединителей (4.1) контактные гильзоприемники (4.2) поджимают гильзы (4.3), пружины (4.4) сжимаются, магнитные кольца (4.5) приближаются друг к другу достаточно близко, чтобы создавать магнитное притяжение, электрическая цепь замыкается, электрические сигналы передаются через внутреннюю проводку штока (2.1), магнитные пружинные электрические соединители (4), находящиеся в штоке (2) и в ручке управления, (1) соединяются, при этом фланец ручки (1.1) упирается в шток органа управления дроссельной заслонки (1), пружина пружинного шарового замка (3.2) выталкивает шар (3.1) в блокировочный паз (1.1.1), ручка управления (1) фиксируется на штоке (2); при этом для выполнения разъединения ручки управления (1) со штока дроссельной заслонки (2) производится рывковое движение ручки (1) наружу вдоль продольной оси штока органа управления дроссельной заслонки (2), приводящее к выходу гильзы (4.3) из контактных гильзоприемников (4.2) в корпусах электрических соединителей (4.1), магнитные кольца (4.5) перестают притягивать друг друга из-за увеличения расстояния между ними, пружины (4.4) разжимаются, высвобождая контактные гильзы (4.3), электрическая цепь разрывается, электрические сигналы прекращают передаваться через внутреннюю проводку штока (2.1), происходит разъединение магнитно-пружинных электрических соединителей (4) внутри штока (2) и ручки управления (1), а пружина пружинного шарового замка (3.2) в момент вынимания ручки сжимается, шар замка (3.1) перемещается внутрь канала замка (3.3) и освобождает блокировочный паз (1.1.1), находящийся во фланце ручки управления (1.1).