一种指令传感器及其结构参数的确定方法与流程

发明涉及飞机刹车系统领域，具体是一种飞机驾驶员用指令传感器及其结构参数的确定方法。

背景技术：

指令传感器是飞机刹车系统中的一种附件，指令传感器与脚蹬进行铰接连接。工作时，驾驶员踩下脚蹬，脚蹬受到驾驶员给出的作用力，该作用力带动与脚蹬铰接的指令传感器运动，指令传感器受到脚蹬传递的作用力，输出一个与位移成正比例的电压信号。这个电压信号被提供给刹车控制单元，刹车控制单元接收这个电压信号，转化为伺服阀能够接收的电流信号，从而控制机轮刹车装置的刹车压力。

申请号为cn204718618u的发明创造一种双余度抗振型刹车指令传感器。该指令传感器由左支架、活塞、壳体、右支架、压杆式位移传感器、弹簧、调节螺母、套筒、前盖和推杆等组成。指令传感器与刹车脚蹬通过左、右两个支架进行铰接，铰接后指令传感器左支架端为运动端，右支架端为固定端。飞机刹车时飞行员踩脚蹬给左支架施加一个作用力，在该力的作用下左支架向内压缩，先消除一种指令传感器机械空行程；当机械空行程消除后，推杆接触带动推杆运动，推杆与活塞接触带动活塞沿着套筒内壁运动，而压杆式位移传感器与活塞通过调节螺母固定为一体，因此整个移动过程中，最终带动压杆式位移传感器上的个压杆进行运动，压杆的运动导致压杆式位移传感器中阻值发生变化，进而输出一个变化的电压信号。第一，为了实现双余度设计，该实用新型工作时活塞与套筒之间为接触滑动状态，在脚蹬工作时，脚踏板并不是直线运动，而是圆弧运动，因此施加给该一种指令传感器上的力必然存在一个侧向力，在该侧向力的作用下，该指令传感器工作时活塞结构容易形成卡滞，导致活塞不回位。第二，这个结构设计的弹簧只用于复位活塞结构，并不能复位机械空行程，需要靠外力实现指令传感器机械空行程的回位。第三，在相同的安装尺寸180mm时，该一种指令传感器测量的位移量小。

申请号为201710086646.x的发明创造涉及一种指令传感器及其设计参数的确定方法，包括左支架、锁紧螺母、活塞、壳体、盖板、右支架；左支架与活塞之间使用螺纹配合，并用锁紧螺母固定，右支架、壳体和后盖板组成一体式结构；壳体左端装有弹簧，通过螺套与螺母配合实现力感调整，通过活塞上的锁紧螺母调整指令传感器的零位电压；盖板固定拉线式线位移传感器的输出端；在壳体内腔加工两条对称的滑道槽，钢球以嵌套的方式放置于活塞球窝内，指令传感器运动时钢球沿着滑道滚动。该发明创造结构集成度极高，具有力感特性、指令传感器工作行程大和安装距离短的特点。但是该发明创造保护的指令传感器并不能解决以下几个问题：

一是该发明中橡胶套零件在工作中行程大，当压缩到一定行程时，会与齿形垫圈接触，齿形垫圈为金属件，而橡胶套为橡胶件，长期工作会造成橡胶件磨损破裂，导致橡胶套无法满足指令传感器使用要求。二是拉线式传感器拉绳在指令传感器压缩到满行程工作后，操纵力释放时，在弹簧复位力作用下，指令传感器会恢复初始状态。而此时由于该一种指令传感器操纵力大，突然释放力时，会产生冲击，冲击力施加在拉线式传感器拉绳上，容易导致拉线式传感器拉绳断裂，造成该一种指令传感器功能丧失。

申请号为201910551564.7的发明创造一种变增益刹车指令传感器及确定设计参数的方法，在刹车指令传感器中设置不同长度第一力感弹簧和第二力感弹簧，使变增益刹车指令传感器有不同的操纵力与行程增益，以满足飞机对不同着陆状态的要求。当飞机处于非正常着陆时，输出最大操纵力，指令传感器的行程达到最大，第一力感弹簧和第二力感弹簧同时工作，保证飞机安全刹车；当飞机处于正常着陆刹车时，输出的操纵力不大于中值操纵力，仅第一力感弹簧工作，保证刹车过程中飞机不打滑，从而满足飞机各种着陆状态对刹车系统的要求，提高了刹车系统对飞机各起降状态的适应性，在飞机着陆刹车过程中减少机轮的防滑次数甚至不出现防滑，保证轮胎磨损均匀，提高了刹车机轮的使用寿命，提高了刹车效率。但是，该发明创造没有采取降低壳体和活塞之间摩插力的措施，也没有采取防止指令传感器运动过程中活塞扭转的措施。增加了指令传感器工作过程的摩擦力，并在工作中有一定的扭转力矩，降低了指令传感器的使用寿命。同时，该发明不能解决拉线式传感器拉绳易断裂的造成该一种指令传感器功能丧失的问题。

技术实现要素：

为克服现有技术中由于存在的摩擦力和工作时的扭转力矩，拉线式传感器拉绳易断裂，降低了指令传感器使用寿命的不足，本发明提出了一种指令传感器及其结构参数的确定方法。

本发明提出的指令传感器包括壳体、活塞、拉线式位移传感器、弹簧、活动支架和固定支架；所述活塞位于壳体敞口端的内表面，并通过安放在该活塞外圆周表面的两个球窝内的钢球在壳体滑道内滑动，沿做轴向的移动。活动支架的一端通过螺纹安装在该活塞的活动支架安装杆的内螺纹盲孔中。所述固定支架固定在位于壳体封闭端的拉线式位移传感器安装室上；通过壳体、盖板和固定支架组成的封闭的拉线式位移传感器安装室。所述拉线式位移传感器安放在该拉线式位移传感器安装室内；该拉线式位移传感器的拉线穿过壳体内的端板固定在所述活塞的端板上。在固定支架的支撑架上和活动支架上分别安装有万向轴承。在所述壳体内安装有拉簧，并使该拉簧的一端固定在该活塞的内端面，该拉簧的另一端固定在该壳体端板的内端面。在所述拉簧上套装有弹簧，并使该弹簧的两端分别固定活塞的内端面和壳体端板的内端面。所述拉簧、弹簧和活塞三者同轴；所述活塞的内端面与位于该壳体上的限位台阶端面之间的距离为l；所述所述活动支架的中心线与支撑架的中心线空间重合。当活动支架处于初始状态时，位于所述活动支架上的万向轴承的中心线与位于所述支撑架的万向轴承的中心线之间的距离为l1。

所述活动支架上的万向轴承的中心线与位于所述支撑架的万向轴承的中心线之间的距离l1＝180mm。所述活塞内端面与限位台阶端面之间的距离l＝30mm；所述滑道的长度为40mm；

在所述活动支架上自外向内依次套装有锁紧螺母和齿形垫圈，并使该齿形垫圈与所述活塞的活动支架安装杆外端面贴合。在所述锁紧螺母的外圆周表面套装有防护套，并使该防护套与锁紧螺母之间间隙配合，该防护套用于防止齿形垫圈将防尘套划伤。

所述壳体内通过端板将壳体分为两个腔室：该壳体敞口一端为操纵力腔室，另一端与盖板和固定支架组成拉线式位移传感器安装室；所述操纵力腔室与拉线式位移传感器的安装室不同轴。该壳体操纵力腔室靠近壳体开口处的内圆周表面对称的加工有两条轴向延伸的半圆形滑道。在该壳体端板的内表面有轴向凸出的拉簧固定块和条形孔，并使该条形孔位于所述凸台的下方。

所述活塞的外径略小于所述壳体操纵力腔室的内径。在该活塞的外圆周表面对称的分布有两个用于安放钢球的球窝。在该活塞的筒底板的中心有轴向凸出的拉簧固定块。

所述球窝两侧壁之间的夹角为90°。所述球窝开口处的半径为2.1mm，孔深为1.7mm。

本发明提出的一种确定所述指令传感器结构参数的方法，具体过程是：

步骤一、确定指令传感器的行程与电压的关系

所述指令传感器最大行程l为30mm。该指令传感器最大行程l为30mm时对应输出电压为6.0v.dc±0.1v.dc。

步骤二、确定指令传感器弹簧和拉簧结构参数

通过弹簧及拉簧确定指令传感器操纵力q；

根据所述对弹簧和拉簧的使用要求，分别确定弹簧和拉簧的参数；具体是：

i确定弹簧的参数：

所述弹簧选用65si2mnwa材料；选取常温下弹簧；

通过公式(1)～(4)分别确定所述弹簧的弹簧中径d、旋绕比c、弹簧曲度系数k和最大许用载荷p：

d1＝dw1-d1(1)

公式中：d1为钢丝直径；dw1为弹簧外径；k为弹簧曲度系数；[τ]为弹簧钢丝的许用应力；f1为弹簧单圈变形量，g为剪切弹性模量；

确定弹簧刚度k1：

通过公式k1＝(q1max-q1min)÷s确定弹簧刚度；该公式中，q1max是弹簧的最大操纵力，q1min是弹簧的最小操纵力；

确定弹簧总变形量f1：

通过公式f1＝p÷k1确定总变形量f1；其中，p为最大许用载荷；k1为弹簧刚度；

确定弹簧工作圈数n1：

通过公式n1＝f1÷f1确定工作圈数n1；公式中，f1为单圈变形量；

确定弹簧节距t1：

通过公式h01＝t1×n1+(nz-0.5)d1确定节距t；该公式中，h0为弹簧自由尺寸；nz为支承圈数。

ⅱ确定拉簧的参数：

所述拉簧材料选用65si2mnwa，常温、i级精度，b型弹簧；分别得到该拉簧的参数为：拉簧钢丝直径d2、拉簧外径dw2和单圈变形量f2；

确定拉簧刚度：k2＝(p2max-p2min)÷s2

确定拉簧总变形量f2：f2＝p2÷k2

拉簧内径dn2＝dw2-2d2

拉簧工作圈数n2：

n2＝f2÷f2；

f2是拉簧单圈变形量

拉簧自由高度h02：

h02＝dn2+(n2+1)d2

拉簧许用载荷下的高度h2：

h2＝h02+f2；

步骤三、确定指令传感器钢球和滑道参数：

i确定钢球的直径：确定钢球的直径为3mm；

ⅱ确定钢球球窝的参数：所述钢球球窝的参数包括该球窝的最大直径、孔深，以及该窝两侧壁之间的夹角；

ⅲ确定滑道参数：所述滑道的参数是滑道横截面的半径和滑道的粗糙度；

ⅳ确定滑道数量和钢球数量。

至此，确定了所述指令传感器的结构参数。

本发明减少了指令传感器长度，实现了工作行程最大化，解决了指令传感器位移小的问题。本发明在壳体上增加两条长度为40mm，半径为1.6mm的半圆形滑道，用来保证φ3mm的刚球与滑道实现滚动运动；在活塞上增加了两个最大直径为4.2mm，孔深为1.7mm的球窝，使钢球受力均匀，滚动效果佳且保证钢球固定牢靠。解决了现有技术在使用过程中活塞卡滞的缺陷；本发明增加了拉簧结构，改进了橡胶套结构，解决了现有技术在使用过程中指令传感器复位时带来的冲击对拉线传感器拉绳的影响；同时改进了橡胶套结构，避免了使用中破裂的问题。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是活塞的结构图；其中3a是右视图，3b是主视图，3c是左视图。

图4是壳体结构图；其中4a是右视图，4b是主视图，4c是左视图。

图5是本发明的局部放大图。

图6是壳体的结构示意图；其中6a是主视图，6b是6a中a-a向视图。

1.活动支架；2.活塞；3.防尘套；4.螺套；5.螺母；6.壳体；7.盖板；8.固定支架；9.拉线式位移传感器；10.弹簧；11.钢球；12.锁紧螺母；13.防护套；14调节螺母；15.齿形垫圈；16.拉簧；17.电连接器；18.滑道；19.拉簧固定块；20.拉线式位移传感器安装室；21.球窝；22.条形孔；23.拉线式位移传感器安装室。

具体实施方式

为了解决现有技术的上述缺点，本实施例提出一种指令传感器，该指令传感器包括活动支架1、活塞2、防尘套3、螺套4、螺母5、壳体6、盖板7、固定支架8、拉线式位移传感器9、弹簧10、钢球11、锁紧螺母12、防护套13、调节螺母14、齿形垫圈15、拉簧16和电连接器17。

所述活塞2位于在壳体6敞口端的内表面，并通过安放在该活塞外圆周表面的两个球窝内的钢球11在壳体滑道内的滑动，沿做轴向的移动。该活塞的内端面与限位台阶端面之间的距离为l；所述限位台阶位于该壳体内圆周表面上并靠近壳体端盖一侧；本实施例中，l＝30mm。在所述壳体内安装有拉簧16，并使该拉簧的一端固定在该活塞的内端面，该拉簧的另一端固定在该壳体端板的内端面。在所述拉簧16上套装有弹簧10，并使该弹簧的两端分别固定活塞的内端面和壳体端板的内端面。所述拉簧16、弹簧10和活塞2三者同轴。所述拉线式位移传感器9安放在所述壳体6的一端的拉线式位移传感器安装室内；该拉线式位移传感器的拉线穿过壳体内的端板固定在所述活塞2的端板上。

在该壳体安装有所述活塞一端的外圆周表面套装有螺套4，通过螺母5紧固。所述防尘套3小开口端套装在该活塞的活动支架安装杆的外表面上，并使该防尘套的大开口端固定在所述螺套4的外端面。所述活动支架1的一端通过螺纹安装在所述活动支架安装杆的内螺纹盲孔中。

在所述活动支架1上自外向内依次套装有锁紧螺母12和齿形垫圈15，并使该齿形垫圈与所述活塞的活动支架安装杆外端面贴合。在所述锁紧螺母的外圆周表面套装有防护套13，并使该防护套与锁紧螺母之间间隙配合，该防护套13用于防止齿形垫圈15将防尘套3划伤。

在所述固定支架8的外端面固定有水平的支撑架。在该支撑架上有径向的通孔，用于安装万向轴承。当活动支架1处于初始状态时，位于所述活动支架1上的万向轴承的中心线与位于所述支撑架的万向轴承的中心线之间的距离l1＝180mm。

所述活动支架1的中心线与支撑架的中心线空间重合。

所述电连接器17位于所述壳体6之外。该电连接器17的导线与所述拉线式位移传感器9的电器输入端口连通。

所述壳体6为中空回转体。在壳体内有端板，通过该端板将壳体分为两个腔室：该壳体敞口一端为操纵力腔室，另一端与盖板7和固定支架8组成拉线式位移传感器安装室；所述操纵力腔室与拉线式位移传感器的安装室不同轴。该壳体操纵力腔室靠近壳体开口处的内圆周表面对称的加工有两条轴向延伸的半圆形凹槽，该凹槽作为钢球11的滑道18。该滑道的半径为1.6mm，长度为40mm；该滑道表面的槽粗糙度小于ra1.6。在该壳体端板的内表面有轴向凸出的拉簧固定块19；所述拉簧固定块的高度为7mm，其顶端为直径为8mm圆弧状。在所述端板上有拉线式位移传感器9穿过的条形孔22，并使该条形孔位于所述凸台的下方。该条形孔宽度为4mm，在条形孔两端均为半径为2mm半圆；两端半圆中心之间的距离为16mm。

所述壳体6敞口端的外圆周表面为螺纹面，用于安装螺套4和螺母5，并通过该螺套和螺母调节拉线式位移传感器9和弹簧10的初始位置。

所述位于壳体一端的拉线式位移传感器安装室23为矩形腔体。为满足安装所述拉线式位移传感器，该壳体有拉线式位移传感器安装室一端的圆周表面凸出，增大了该壳体的径向高度。在该凸出的圆周表面有用于嵌放所述电连接器17导线的凹槽。

在所述拉线式位移传感器安装室上表面有用于安装电连接器导线的开口。当所述电连接器导线装入后，该开口通过盖板7封闭。在所述拉线式位移传感器安装室的端面固定有固定支架8。通过壳体6、盖板7和固定支架8组成的封闭的拉线式位移传感器安装室20。

所述活塞2为圆筒状，其外径略小于所述壳体操纵力腔室的内径。在该活塞的外圆周表面对称的分布有两个锥形的球窝21，用于安放钢球11。该球窝两侧壁之间的夹角为90°。所述球窝开口处的半径为2.1mm，孔深为1.7mm，当直径为3mm的钢球安放在该球窝后，使该钢球受力均匀，滚动平稳。在该活塞的筒底板的中心有轴向凸出的拉簧固定块；所述拉簧固定块的高度为7mm，其顶端为直径为8mm圆弧状。在该筒底板上分布有两个m3的螺纹孔，并使该两个m3的螺纹孔位于拉簧固定块的下方。

在所述活塞2筒底板的外端面有轴向延伸的述活动支架安装杆；该活动支架安装杆为悬臂梁形式。在该活动支架安装杆端面的中心有内螺纹盲孔，用于安装所述活动支架1。本实施例中，所述动支架安装杆的直径为14mm。

所述活动支架1为圆形杆状。该活动支架的一端为与所述活动支架安装杆上的内螺纹盲孔配合的螺纹杆，另一端有径向的通孔，用于安装万向轴承。该万向轴承用于飞机驾驶室的脚蹬连接。

所述拉线式位移传感器9采用现有技术，被安置在由壳体6、盖板7和固定支架8组成的拉线式位移传感器安放室内。该拉线式位移传感器9的电信号输出导线从壳体6和盖板7之间的过孔中穿出，与电连接器17连通。拉线式位移传感器9的拉线端穿过位于壳体内端板上的条形孔进入操纵力腔室，通过调节螺母14固定在活塞2上，并通过调节螺母14调节拉线式位移传感器9的初始状态符合要求。

本实施例通过弹簧10和拉簧16实现指令传感器的操纵力特性。指令传感器在初始状态未工作时，弹簧10处于预压缩状态，拉簧16处于拉伸状态。此时弹簧10的最小复位力大于拉簧16的最大复位力，使得活塞2处于初始状态。当飞行员脚踏脚蹬工作时，指令传感器随脚蹬的运动而运动；指令传感器操纵力逐渐增大，弹簧10的复位力逐渐增大，而拉簧16的复位力逐渐减小，当指令传感器工作到最大行程时，此时一旦脚蹬操作解除，在弹簧10复位力作用下，活塞2将恢复到初始位置，在整个恢复过程中，弹簧10的复位力逐渐减小，而拉簧16的复位力逐渐增大。通过两个受力方向完全相反弹簧10和拉簧16，有效的缓解并消除弹簧在瞬间回位时对线位移传感器上施加的冲击，避免拉线式位移传感器拉绳出现瞬间断裂的现象。

所述防尘套3为皮碗状结构，采用橡胶材料。该防尘套3的一端孔尺寸略小于活塞杆尺寸，通过自身的收缩性紧箍在传感器活塞上，从而实现指令传感器防尘。防尘套3的另一端有4个安装孔，通过4个沉头螺钉固定在螺套4上。工作时防尘套反复进行压缩——恢复——压缩的循环过程。防护套13用于防止橡胶零件与钢制零件直接接触造成零件损伤。

钢球11以嵌套的方式放置于活塞2球窝内，在指令传感器运动过程中，钢球11沿着滑道滚动，降低指令传感器运动过程中壳体6和钢球11之间的摩擦力，同时钢球11起定位作用，防止在指令传感器运动过程中活塞2出现扭转。增加了指令传感器的工作的可靠性。

本实施例中，活动支架与活塞之间使用螺纹配合，并用锁紧螺母固定；固定支架、壳体和盖板组成一体式结构；壳体内装有弹簧，通过螺套与螺母配合实现力感调整，通过活塞上的调节螺母调整指令传感器的零位电压；盖板固定拉线式位移传感器的输出端；在壳体内腔加工两条对称的滑道槽，钢球以嵌套的方式放置于活塞球窝内，指令传感器运动时钢球沿着滑道滚动，同时钢球起定位作用，防止在工作中活塞扭转。拉线式位移传感器用两根线缆来实现双余度功能。活塞与螺套之间采用防尘套防尘，同时使用防护套进行保护。拉簧安装在壳体与活塞之间，用于缓冲指令传感器复位时对拉线式位移传感器的冲击。

本实施例是还提出一种确定指令传感器的参数方法。

步骤一、确定指令传感器的行程与电压的关系：

指令传感器最大行程l为30mm。

当飞行员没有踩刹车脚蹬时，指令传感器输出的电压值为空行程电压；当飞行员踩刹车脚蹬时，该指令传感器输出电压随之增大。本实施例的空行程为2mm，指令传感器空行程对应的输出电压为1.8v.dc±0.1v.dc；指令传感器工作行程s为27mm，对应的输出电压为5.6v.dc±0.1v.dc。指令传感器最大行程l为30mm时对应输出电压为6.0v.dc±0.1v.dc。

步骤二、确定指令传感器弹簧和拉簧结构参数：

通过弹簧10及拉簧16确定指令传感器操纵力q。所述指令传感器操纵力需满足以下使用要求：

1、指令传感器的最小操纵力qmin＝25n±5n；

2、指令传感器的最大操纵力qmax＝175n±10n；

其中：所述指令传感器最小操纵力qmin为指令传感器初始状态的操纵力，指令传感器最大操纵力qmax为指令传感器在工作行程s＝27mm时的操纵力；

3、指令传感器的工作行程s＝27mm，最大行程l＝30mm，空行程sn＝2mm。

通过弹簧10和拉簧16实现指令传感器的操纵力特性。指令传感器在初始状态未工作时，或给指令传感器施加的力小于最小操纵力qmin时，弹簧10处于预压缩状态，拉簧16处于拉伸状态。此时弹簧10的最小复位力大于拉簧16的最大复位力，使得活塞2处于初始状态，此时指令传感器的行程为空行程sn＝2mm。当飞行员脚踏脚蹬工作时，指令传感器随脚蹬的运动而运动；当给指令传感器施加最大操纵力qmax时，指令传感器的工作行程s＝27mm，弹簧10的复位力增大，而拉簧16的复位力减小，当指令传感器工作到最大行程为l＝30mm时，弹簧10的复位力最大，而拉簧16的复位力最小。

i所述弹簧需满足以下使用要求：

1、对弹簧操纵力q1的要求，包括弹簧最小操纵力q1min＝80n±5n；弹簧最大操纵力p1max＝180n±10n；

其中：q1min为指令传感器初始状态时对弹簧的操纵力，q1max为指令传感器27mm工作行程时对弹簧的操纵力。

2、弹簧长度及外径由壳体6的内径决定，壳体6的内径尺寸为φ40mm，弹簧外径尺寸dw为38mm。根据一种指令传感器壳体长度以及初始安装位置的限制，确定弹簧的自由高度h0为92mm。

ⅱ所述拉簧需满足以下使用要求：

1、对拉簧操纵力q2的要求，包括拉簧最小操纵力q2min＝5n±1n；拉簧最大操纵力q2max＝55n±3n；

其中：q2min为指令传感器处于工作行程s时对拉簧的操纵力，q2max为指令传感器初始状态时对拉簧的操纵力；

根据所述对弹簧和拉簧的试用要求，分别确定弹簧和拉簧的参数。具体是：

i确定拉簧的参数：

依据hb3-53-2008标准，弹簧选用65si2mnwa材料；选取常温下弹簧。

确定所述弹簧的中径d、旋绕比c、弹簧曲度系数k和最大许用载荷p：

所述弹簧的弹簧中径d、旋绕比c、弹簧曲度系数k和最大许用载荷p分别通过公式(1)～(4)确定：

d1＝dw1-d1(1)

公式中：d1为弹簧钢丝直径，d1＝3mm；dw1为弹簧外径，dw1＝38mm；k为弹簧曲度系数，k＝1.123。[τ]为弹簧钢丝的许用应力，745mpa；f1为弹簧单圈变形量，g为剪切弹性模量，74500；最大许用载荷p＝202n；弹簧中径d1＝35mm；旋绕比c＝11.67。

确定弹簧刚度k1：

通过公式k1＝(q1max-q1min)÷s确定弹簧刚度。该公式中，q1max是弹簧的最大操纵力，q1min是弹簧的最小操纵力。

本实施例中，q1max＝180n±10n、q1min＝80n±5n。k1＝(q1max-q1min)÷s＝(180-80)÷27＝3.704n/mm。

确定弹簧总变形量f1：

通过公式f1＝p÷k1确定总变形量f1。本实施例中，f1＝p÷k1＝202÷3.704＝54.54mm。其中，p为最大许用载荷，p＝202n；k1为弹簧刚度。

确定工作圈数n1：

通过公式n1＝f1÷f1确定工作圈数n1。该公式中，f1为弹簧单圈变形量。本实施例中，n1＝f1÷f1＝54.54÷11.48＝4.75。

确定节距t1：

通过公式h01＝t1×n1+(nz-0.5)d1确定节距t1。该公式中，h01为弹簧自由尺寸。nz是支承圈数，nz＝2.5。

本实施例中，h0＝92mm；n1取4.75，t1＝18.1。

最终确定弹簧参数：工作圈数n1＝4.8，钢丝直径d1＝3mm，弹簧外径dw1＝38mm，弹簧自由尺寸h0＝92mm，节距t1＝18.1，弹簧单圈变形量f1＝11.48。

ⅱ确定拉簧的参数：

根据航标hb3-55-2008，选用材料65si2mnwa，常温、i级精度，b型弹簧，其参数为：d2＝1.5mm，dw2＝13mm，拉簧单圈变形量f2＝1.86mm，拉簧操纵力q2＝57.8n。

拉簧工作长度s2＝27mm

确定拉簧刚度：k2＝(p2max-p2min)÷s2＝(55-5)÷27＝1.85n/mm

确定拉簧总变形量f2：f2＝p2÷k2＝57.8÷1.85＝31.2mm

拉簧内径dn2＝dw2-2d2＝13-2×1.5＝10mm

其中：dw2为拉簧的外径；d2为拉簧钢丝直径；

确定拉簧工作圈数n2：

n2＝f2÷f2＝31.2÷1.86＝16.8,取16.5。

确定拉簧自由高度h02：

h02＝dn2+(n2+1)d2＝10+(16.5+1)×1.5＝36.25mm

确定拉簧许用载荷下的高度h2：

h2＝h02+f2＝36.25+31.2＝67.45mm

确定拉簧初始空间安装尺寸：55÷1.85+36.25＝66mm

拉簧最终参数确定：hb3-55-b1.5×13×36.25-i。

步骤三、确定指令传感器钢球和滑道参数：

i确定钢球的直径

钢球直径大，与之配合的活塞及壳体的尺寸和重量都会增加，同时钢球直径小，限制活塞扭转的能力就减弱，强度相应降低。为了满足指令传感器重量轻，结构短小的要求，同时不降低强度。本实施例选用的钢球直径为φ3mm。

ⅱ确定钢球球窝的参数

本实施例在活塞上加工最大直径为4.2mm，孔深为1.7mm的球窝，并且该球窝两侧壁之间的夹角为90°。通过该球窝，能够所述钢球受力均匀，滚动平稳可靠。

ⅲ确定滑道参数

所述滑道18的横截面为半径r1.6mm的半圆形。滑道粗糙度在ra1.6以上，使所述刚球能在该滑道内顺畅滚动。

本实施例中：活塞行程是30mm，两条滑道长度都是40mm，通过球与滑道的结合实现指令传感器滚动。

ⅳ确定滑道数量和钢球数量

所述滑道数量和钢球数量须保证装配后活塞2能够沿着滑道自由滚动，工作中指令传感器不能产生扭转。当采用单点限位时，虽然可以实现避免扭转的情况，但单点受力过于集中，容易造成应力变形；采用3个点或更多点限位形成过定位，会造成装配性差，对指令传感器生产加工要求过高，装配时3点之间容易形成卡滞。因此采用对称的2点限位方式及滑道运行。

确定滑道数量为两条。确定的钢球数量为两个。

通过以上步骤，确定了所述指令传感器的结构参数。