一种脚舵的制作方法

本实用新型涉及飞行控制技术领域，更具体地说，涉及一种脚舵。

背景技术：

飞机的方向舵是垂直尾翼中可操纵的翼面部分，其作用是对飞机进行偏航操纵，用来修正飞机航向和小角度转向。当我们需要改变飞机的航向时，飞行员通过脚舵实现对方向舵的控制，最终达到偏航的目的。脚舵，简单些说就是用脚蹬的舵，实际上是一种方向舵。脚舵一般有两个踏板，供驾驶员踏上双脚进行控制，在使用脚舵时，左脚向前蹬踏板，右脚踏板会以相同的幅度后退，而此时方向舵则会左偏；同理，右脚向前蹬，左脚踏板会以相同的幅度后退，方向舵则会右偏。

由于现有的脚舵上两个踏板运动的行程相同，方向相反，而反向的行程会使得操纵者的脚往上抬高，对于操纵者来说是一种不舒服的姿势，尤其是需要大行程来提高控制精度时，会更加的不符合人体工程学。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本实用新型提供了一种脚舵，使得从动行程比驱动行程要小，令到操纵者在操作时更加舒服，体验更佳。

本实用新型提供的一种脚舵，包括：

底座，所述底座设置于飞行器或模拟飞行器上；

T形转向件，所述T形转向件包括横杆和竖杆，所述竖杆的顶端垂直连接于所述横杆的中部，所述竖杆的底端可转动地连接于所述底座上，所述底座上设置有角度传感器，用于测量所述竖杆旋转的角度；

第一踏板，所述第一踏板的底端可转动地连接于所述底座上，所述第一踏板的顶端连接于所述横杆的一端；

第二踏板，所述第二踏板的底端可转动地连接于所述底座上，所述第二踏板的顶端连接于所述横杆的另一端。

可选地，所述T形转向件包括第一T形转向件和第二T形转向件，所述第一T形转向件和所述第二T形转向件平行设置于所述第一踏板和所述第二踏板之间；

所述第一T形转向件包括垂直连接的第一横杆和第一竖杆，所述第二T形转向件包括垂直连接的第二横杆和第二竖杆，所述第一横杆的第一端与所述第二横杆的第一端之间连接有第一固定轴，所述第一横杆的第二端与所述第二横杆的第二端之间连接有第二固定轴，所述第一固定轴与所述第二固定轴平行；

所述第一踏板的顶端连接于所述第一固定轴上，所述第二踏板的顶端连接于所述第二固定轴上。

可选地，所述第一踏板的顶端通过第一固定座连接有第一连接轴的一端，所述第一连接轴的另一端通过第一十字连接件连接于所述第一固定轴上，所述第一连接轴与所述第一十字连接件之间为可转动连接，所述第一十字连接件与所述第一固定轴之间为可转动连接；

所述第二踏板的顶端通过第二固定座连接有第二连接轴的一端，所述第二连接轴的另一端通过第二十字连接件连接于所述第二固定轴上，所述第二连接轴与所述第二十字连接件之间为可转动连接，所述第二十字连接件与所述第二固定轴之间为可转动连接。

可选地，所述第一连接轴、所述第一固定轴上均设置有两个限位轴套，用于限制第一连接轴、所述第一固定轴相对所述第一十字连接件滑动；

所述第二连接轴、所述第二固定轴上均设置有两个限位轴套，用于限制第二连接轴、所述第二固定轴相对所述第二十字连接件滑动。

可选地，所述第一竖杆和第二竖杆之间连接有角度输出轴，所述第一竖杆的底端固定连接于所述角度输出轴的一端，所述第二竖杆的底端固定连接于所述角度输出轴的另一端；

所述底座上设置有第一支撑架，所述角度输出轴可转动地设置于所述第一支撑架上。

可选地，所述第一支撑架上固定设置有轴承座，所述角度输出轴可转动地连接于所述轴承座上，所述轴承座上设置有角度传感器，用于测量所述角度输出轴的旋转角度。

可选地，所述底座为一方形固定框架，所述固定框架中部还设置有固定杆，所述固定杆平行于所述角度输出轴，所述第一支撑架竖直设置于所述固定杆上。

可选地，所述角度输出轴上设置有复位弹簧，用于复原所述角度输出轴的位置。

可选地，所述第一踏板的底端通过第三固定座连接有转动轴的一端，所述第二踏板的底端通过第四固定座连接有所述转动轴的另一端，所述第一踏板和所述第二踏板均可绕所述转动轴转动；

所述底座上设置有第二支撑架，用于支撑所述转动轴。

可选地，所述第一踏板的底端以及所述第二踏板的底端与所述底座之间均设置有扭簧，所述扭簧设置于所述转动轴上，用于复原所述第一踏板和所述第二踏板的位置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中在脚舵的两个踏板之间设置了T形转向件，两个踏板分别与T形转向件上横杆的两端连接，通过测量T形转向件上竖杆的转动角度来获得对应的转向幅度，由于T形转向件在被踏板驱动而旋转时，主动踏板一端与被动踏板一端在上下方向上的偏移量是不同的，从动行程要小于驱动行程，即反向的行程要小于正向的行程，操纵者在操作时更加舒服，体验性更佳。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种脚舵的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种脚舵的前视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种脚舵的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种脚舵的俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种脚舵转向时的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种脚舵转向时的前视图；

图7为本实用新型实施例提供的一种脚舵转向时的侧视图；

图8为本实用新型实施例提供的一种脚舵的另一立体结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种脚舵的工作原理示意图；

图10为本实用新型实施例提供的一种脚舵转向时驱动行程和从动行程曲线示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图8所示，本实用新型实施例提供的一种脚舵，包括：底座1、T形转向件、第一踏板2和第二踏板3；其中，所述底座1设置于飞行器或模拟飞行器上，即本实用新型实施例提供的脚舵可以应用于飞行器或者模拟飞行器上进行使用；所述T形转向件为一T形的结构件，包括有横杆和竖杆，所述竖杆的顶端垂直连接于所述横杆的中部，所述竖杆的底端可转动地连接于所述底座1上，所述底座1上设置有角度传感器，用于测量所述竖杆旋转的角度；第一踏板2和第二踏板3分别设置于T形转向件的左右两侧且倾斜设置在底座1上，其中所述第一踏板2的底端可转动地连接于所述底座1上，所述第一踏板2的顶端连接于所述横杆的一端；所述第二踏板3的底端可转动地连接于所述底座1上，所述第二踏板3的顶端连接于所述横杆的另一端。

为了便于理解，以下将结合图9详细说明本实用新型实施例提供的脚舵的工作原理。在使用脚舵的过程中，操纵者两脚分别踏在左右两侧的第一踏板2和第二踏板3上，在操纵者需要往右转舵时，操纵者的右脚踩下右边的第二踏板3，第二踏板3往下偏移同时带动T形转向件上横杆的右侧往下偏移，由于T形转向件上竖杆的底端可转动地设置在底座1上，T形转向件上横杆的左侧会往上偏移同时带动左侧的第一踏板2往上偏移，即使得操纵者的左脚同样被迫往上抬起。参阅图9，由于T形转向件在旋转时是以竖杆的底端为支点进行旋转，实际上为绕该支点做圆周运动，相较于竖杆的顶端原来所在的平面(以下简称原平面)，在竖杆旋转后，竖杆的顶端往下偏移一定距离，使得右脚往下运动的距离(即驱动行程)实际上要大于左脚往上运动的距离(即从动行程)。因此，采用T形转向件作为转向结构件之后，能够使得从动行程小于驱动行程，操纵者上作为从动的一个脚不需要抬起过高的幅度，令到操纵者在操作时更加舒服，体验性更佳。

具体地，在本实用新型实施例提供的一种可选的实施方式中，为提高脚舵控制的可靠性及其稳定性，所述T形转向件包括第一T形转向件4和第二T形转向件5，所述第一T形转向件4和所述第二T形转向件5一前一后地平行设置于所述第一踏板2和所述第二踏板3之间；所述第一T形转向件4包括垂直连接的第一横杆41和第一竖杆42，所述第二T形转向件5包括垂直连接的第二横杆51和第二竖杆52，所述第一横杆41的第一端与所述第二横杆51的第一端之间连接有第一固定轴43，所述第一横杆41的第二端与所述第二横杆51的第二端之间连接有第二固定轴53，所述第一固定轴43与所述第二固定轴53平行，第一横杆41、第二横杆51、第一固定轴43和第二固定轴53形成稳定的四边形结构；其中，所述第一踏板2的顶端连接于所述第一固定轴43上，所述第二踏板3的顶端连接于所述第二固定轴53上。具体地，在所述第一踏板2顶端的背面上固定设置有两个第一固定座21，第一固定座21上开有连接孔，连接孔内插入连接有第一连接轴22的一端，所述第一连接轴22的另一端则通过第一十字连接件23连接于所述第一固定轴43上，第一十字连接件23上具有两个轴孔，且两个轴孔内分别固定有一个直线轴承，可以使得所述第一连接轴22与所述第一十字连接件23之间发生相对转动，以及使得所述第一十字连接件23与所述第一固定轴43之间发生相对转动。同理，在所述第二踏板3顶端的背面上固定设置有两个第二固定座31，第二固定座31上开有连接孔，连接孔内插入连接有第二连接轴32的二端，所述第二连接轴32的另二端则通过第二十字连接件33连接于所述第二固定轴53上，第二十字连接件33上具有两个轴孔，且两个轴孔内分别固定有二个直线轴承，可以使得所述第二连接轴32与所述第二十字连接件33之间发生相对转动，以及使得所述第二十字连接件33与所述第二固定轴53之间发生相对转动。

在操纵者使用脚舵的过程中，例如操纵者踩下第一踏板2，第一踏板2受到向下的压力，同时通过第一连接轴22和第一十字连接件23往第一固定轴43上施加向下的压力，第一固定轴43往下偏移同时带动第一T形转向件4和第二T形转向件5的左侧往下偏移。由于第一连接轴22与第一十字连接件23，以及第一十字连接件23与第一固定轴43之间均为可转动连接，因此在第一踏板2向下运动的过程中，第一连接轴22与第一十字连接件23，以及第一十字连接件23与第一固定轴43之间均可以发生相对转动，以使得第一踏板2只在竖直方向上进行上下偏移，而不会左右偏移，保证了其操纵的可靠性，同时使得操纵者在操纵过程中更为简单方便。可以参阅图10，图10为本实用新型实施例提供的一种脚舵转向时驱动行程和从动行程曲线示意图。其中，横坐标为转向时间，纵坐标为转向角度，上方的曲线为从动行程曲线，中间的曲线为驱动行程曲线，下方的曲线为输出角度曲线。可以看出，在6s左右时，驱动踏板实际转过的角度为20°，而从动踏板实际转过的角度还不到15°。显然，从动行程要略小于驱动行程。

另外，为了保证连接轴以及固定轴不会相对十字连接件滑动，所述第一连接轴22、所述第一固定轴43上均设置有两个限位轴套44，用于限制第一连接轴22、所述第一固定轴43相对所述第一十字连接件23滑动；同理，所述第二连接轴32、所述第二固定轴53上均设置有两个限位轴套44，用于限制第二连接轴32、所述第二固定轴53相对所述第二十字连接件33滑动。通过限位轴套44的设置，可以避免在操纵者踩下踏板的过程中，十字连接件会在固定轴上滑动偏移，降低操作的可靠性并带来不好的操作体验。

在本实用新型实施例提供的一种可选的实施方式中，为了便于测量T形转向件旋转的角度并且提高测量精度，所述第一竖杆42和第二竖杆52之间连接有角度输出轴6，所述第一竖杆42的底端固定连接于所述角度输出轴6的一端，所述第二竖杆52的底端固定连接于所述角度输出轴6的另一端；所述底座1上设置有第一支撑架11，所述角度输出轴6可转动地设置于所述第一支撑架11上。在第一竖杆42和第二竖杆52转动时，同时带动角度输出轴6转动，此时通过测量角度输出轴6的转动角度即可对应获得转向的幅度，而测量角度输出轴6的转动角度相较于测量第一竖杆42底端或第二竖杆52底端的转动角度要更为方便且测量精度更高。具体地，在所述第一支撑架11上固定设置有轴承座111，所述角度输出轴6可转动地连接于所述轴承座111上，所述轴承座111上设置有角度传感器，用于测量所述角度输出轴6的旋转角度。其中，角度传感器具体包括但不限于霍尔传感器、电位器等。

在本实用新型实施例中，所述底座1具体为一方形固定框架，所述固定框架中部还设置有固定杆12，所述固定杆12平行于所述角度输出轴6，所述第一支撑架11竖直设置于所述固定杆12上。

此外，在本实用新型实施例提供的一种可选的实施方式中，为了使得操纵者松开第一踏板2或第二踏板3时，第一踏板2和第二踏板3均能够回复原位，在所述角度输出轴6上设置有复位弹簧，用于复原所述角度输出轴6的位置。由于角度输出轴6是与第一踏板2以及第二踏板3联动的，角度输出轴6在复位弹簧的作用下复位后，可以带动第一踏板2和第二踏板3一起复位。

在本实用新型实施例提供的一种可选的实施方式中，所述第一踏板2的底端通过第三固定座24连接有转动轴7的一端，所述第二踏板3的底端通过第四固定座34连接有所述转动轴7的另一端，所述第一踏板2和所述第二踏板3均可绕所述转动轴7转动；所述底座1上设置有第二支撑架8，用于支撑所述转动轴7。其中，所述第一踏板2的底端以及所述第二踏板3的底端与所述底座1之间均设置有扭簧9，所述扭簧9设置于所述转动轴7上，用于复原所述第一踏板2和所述第二踏板3的位置。当操纵者松开脚后，在扭簧9的作用下，第一踏板2和第二踏板3均可以快速回复至原先设定的位置上。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。