一种用于飞机主动侧杆系统的球电机技术方案

本发明专利技术公开了一种用于飞机主动侧杆系统的球电机，该球电机连接在现有的飞机操纵面板(10A)的左右两侧而形成双球电机操纵系统。球电机包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、转子(3)、输出杆(4)、底座(5)、电枢绕组组件(6)、磁力块组件(7)和牛眼轴承组件(8)。其中，A半球定子(1)与B半球定子(2)对接后则形成一个空心球体，转子(3)置于空心球体内，输出杆(4)安装在转子(3)上部，A半球定子(1)与B半球定子(2)安装在底座(5)上，电枢绕组组件(6)和牛眼轴承组件(8)安装在A半球定子(1)与B半球定子(2)上，磁力块组件(7)安装在转子(3)的间隙中。双球电机操纵系统实现了舵面负荷的力反馈以及双输出杆的同步，减少其中一方由于经验欠缺对飞机的误操作。

Ball motor for active side bar system of aircraft

The invention discloses a ball motor for an active side bar system of an aircraft, which is connected with the left and right sides of the existing aircraft control panel (10A) to form a double ball motor control system. The ball motor comprises a A hemisphere (1), B stator and rotor stator hemisphere (2) (3), (4), the output rod base (5), the armature winding assembly (6), a magnetic block assembly (7) and bovine bearing assembly (8). Among them, A (1) hemisphere stator stator and the B hemisphere (2) after docking is the formation of a hollow sphere, the rotor (3) is arranged in the hollow sphere, the output rod (4) is installed on the upper rotor (3), A (1) and a stator stator hemisphere hemisphere B (2) is installed on the base (5), armature winding components (6) and bovine (8) bearing assembly installed in the A hemisphere (1) and B stator stator hemisphere (2), a magnetic block component (7) mounted on the rotor (3) in the gap. The dual ball motor operating system realizes force feedback on the rudder surface and synchronization of the double output rod, thus reducing the misoperation of one of the aircraft due to lack of experience.

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞机主动侧杆系统的球电机
本专利技术涉及一种球电机，更特别地说，是指一种用于飞机主动侧杆系统的球电机。
技术介绍
电传操纵(Fly-By-Wire，FBW)是航空领域中一种将航空器驾驶员的操纵输入，通过转换器转变为电信号，经计算机或电子控制器处理，再通过电缆传输到执行机构一种操纵系统。它省掉了传统操纵系统中的机械传动装置和液压管路。主动控制技术(ACT)和电传飞行控制(FBW)系统，这两项新技术的出现对飞机的发展产生了巨大的影响。而主动侧杆是具有主动控制技术的电传侧杆操纵系统。其可使飞机的飞行控制、推力控制和火力控制的主要控制功能综合成为可能，从而极大地改善了飞机的性能。如采用主动控制技术的电传操纵系统后，放宽静稳定性(RSS)控制技术使B-52轰炸机平尾面积减少45％，结构总重量减少6.4％，航程增加了4.3％；使战斗机升阻比提高了8％～15％。机动载荷控制(NILC)技术使C-5A运输机翼根弯曲力矩减少30％～50％；使F4E战斗机盘旋角速度增加了33％。主动涡流控制(AVC)技术与方向舵协调使用时，使X29在低速大攻角飞行时的偏航速率增加50％。采用任务适应性机翼(MAW)比采用常规机翼可使飞机航程增加30％，机翼承载能力提高50％。传统的飞机机械操纵系统一般都采用中央驾驶杆，而电传操纵系统则可采用小侧杆操纵，这样既可减轻飞行员的工作负担，又可使飞行员观察仪表的视线不再受中央驾驶杆的影响，同时也消除了重力加速度对飞行员和驾驶杆输入量的影响。
技术实现思路
为了解决传统电传操纵系统中操纵杆一方面无舵面负荷反馈，另一方面双操纵杆之间不能同步运动的缺陷，本专利技术设计了一种能够应用于飞机主动侧杆系统的球电机，该球电机连接在现有的飞机操纵面板10A的左右两侧而形成双球电机操纵系统。本专利技术设计了一种用于飞机主动侧杆系统的球电机，其特征在于：所述球电机包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、转子(3)、输出杆(4)、底座(5)、电枢绕组组件(6)、磁力块组件(7)和牛眼轴承组件(8)。其中，A半球定子(1)与B半球定子(2)的结构相同，且A半球定子(1)与B半球定子(2)对接后则形成一个空心球体；电枢绕组组件(6)包括有结构相同的A电枢绕组(6A)、B电枢绕组(6B)、C电枢绕组(6C)、D电枢绕组(6D)、E电枢绕组(6E)、F电枢绕组(6F)、G电枢绕组(6G)、H电枢绕组(6H)、I电枢绕组(6I)、J电枢绕组(6J)、K电枢绕组(6K)和L电枢绕组(6L)。每三个电枢绕组组成一列。磁力块组件(7)包括有结构相同的A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)、B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)、C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)和D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)。所述A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)为弧形。其包括有AA永磁体(7A1)、AB永磁体(7A2)、AC永磁体(7A3)、AD永磁体(7A4)和AE永磁体(7A5)。A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)安装在转子(3)的A间隙(3E)处。A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)的充磁方向分别为：AA永磁体(7A1)和AE永磁体(7A5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；AC永磁体(7A3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；AB永磁体(7A2)和AD永磁体(7A4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且AB永磁体(7A2)与AD永磁体(7A4)的充磁方向相反。所述B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)为弧形。其包括有BA永磁体(7B1)、BB永磁体(7B2)、BC永磁体(7B3)、BD永磁体(7B4)和BE永磁体(7B5)。B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)安装在转子(3)的B间隙(3F)处。B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)的充磁方向分别为：BA永磁体(7B1)和BE永磁体(7B5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；BC永磁体(7B3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；BB永磁体(7B2)和BD永磁体(7B4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且BB永磁体(7B2)与BD永磁体(7B4)的充磁方向相反。所述C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)为弧形。其包括有CA永磁体(7C1)、CB永磁体(7C2)、CC永磁体(7C3)、CD永磁体(7C4)和CE永磁体(7C5)。C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)安装在转子(3)的C间隙(3G)处。C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)的充磁方向分别为：CA永磁体(7C1)和CE永磁体(7C5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；CC永磁体(7C3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；CB永磁体(7C2)和CD永磁体(7C4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且CB永磁体(7C2)与CD永磁体(7C4)的充磁方向相反。所述D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)为弧形。其包括有DA永磁体(7D1)、DB永磁体(7D2)、DC永磁体(7D3)、DD永磁体(7D4)和DE永磁体(7D5)。D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)安装在转子(3)的D间隙(3H)处。D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)的充磁方向分别为：DA永磁体(7D1)和DE永磁体(7D5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；DC永磁体(7D3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；DB永磁体(7D2)和DD永磁体(7D4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且DB永磁体(7D2)与DD永磁体(7D4)的充磁方向相反。牛眼轴承组件(8)包括有结构相同的A牛眼轴承(8A)、B牛眼轴承(8B)、C牛眼轴承(8C)、D牛眼轴承(8D)、E牛眼轴承(8E)、F牛眼轴承(8F)、G牛眼轴承(8G)和H牛眼轴承(8H)。A半球定子(1)的中部设有AA锥形通孔(1A)、AB锥形通孔(1B)、AC锥形通孔(1C)；A半球定子(1)的一端设有AA开口锥形通孔(1D)、AB开口锥形通孔(1E)、AC开口锥形通孔(1F)；A半球定子(1)的另一端设有(AD)开口锥形通孔(1G)、AE开口锥形通孔(1H)、AF开口锥形通孔(1I)；A半球定子(1)上设有AA通孔(1-1)和AB通孔(1-2)。A半球定子(1)的底部设有用于与底座(5)的内凸圆台(5A)固定的AA螺纹孔(1-3)，EA螺钉(5A3)穿过底座(5)的内凸圆台(5A)上的EA通孔(5A1)后螺纹连接在A半球定子(1)的底部的AA螺纹孔(1-3)中。A半球定子(1)的内球面上设有用于安装A牛眼轴承(8A)的AC轴承孔(1L)、用于安装B牛眼轴承(8B)的AD轴承孔(1M)、用于安装C牛眼轴承(8C)的AA轴承孔(1J)、用于安装D牛眼轴承(8D)的AB轴承孔(1K)。AA锥形通孔(1A)处用于固定安装A电枢绕组(6A)。AB锥形通孔(1B)处用于固定安装B电枢绕组(6B)。AC锥形通孔(1C)处用于固定安装C电枢绕组(6C)。B半球定子(2)的中部设有BA锥形通孔(2A)、BB锥形通孔(2B)、BC锥形通孔(2C)；B半球定子(2)的一端设有BA开口锥形通孔(2D)、BB开口锥形通孔(2E)、BC开口锥形通孔(2F)；B半球定子(2)的另一端设有BD开口锥形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机主动侧杆系统的球电机，其特征在于：所述球电机包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、转子(3)、输出杆(4)、底座(5)、电枢绕组组件(6)、磁力块组件(7)和牛眼轴承组件(8)；其中，A半球定子(1)与B半球定子(2)的结构相同，且A半球定子(1)与B半球定子(2)对接后则形成一个空心球体；电枢绕组组件(6)包括有结构相同的A电枢绕组(6A)、B电枢绕组(6B)、C电枢绕组(6C)、D电枢绕组(6D)、E电枢绕组(6E)、F电枢绕组(6F)、G电枢绕组(6G)、H电枢绕组(6H)、I电枢绕组(6I)、J电枢绕组(6J)、K电枢绕组(6K)和L电枢绕组(6L)；每三个电枢绕组组成一列；磁力块组件(7)包括有结构相同的A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)、B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)、C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)和D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)；所述A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)为弧形；其包括有AA永磁体(7A1)、AB永磁体(7A2)、AC永磁体(7A3)、AD永磁体(7A4)和AE永磁体(7A5)；A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)安装在转子(3)的A间隙(3E)处；A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)的充磁方向分别为：AA永磁体(7A1)和AE永磁体(7A5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；AC永磁体(7A3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；AB永磁体(7A2)和AD永磁体(7A4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且AB永磁体(7A2)与AD永磁体(7A4)的充磁方向相反；所述B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)为弧形；其包括有BA永磁体(7B1)、BB永磁体(7B2)、BC永磁体(7B3)、BD永磁体(7B4)和BE永磁体(7B5)；B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)安装在转子(3)的B间隙(3F)处；B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)的充磁方向分别为：BA永磁体(7B1)和BE永磁体(7B5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；BC永磁体(7B3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；BB永磁体(7B2)和BD永磁体(7B4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且BB永磁体(7B2)与BD永磁体(7B4)的充磁方向相反；所述C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)为弧形；其包括有CA永磁体(7C1)、CB永磁体(7C2)、CC永磁体(7C3)、CD永磁体(7C4)和CE永磁体(7C5)；C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)安装在转子(3)的C间隙(3G)处；C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)的充磁方向分别为：CA永磁体(7C1)和CE永磁体(7C5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；CC永磁体(7C3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；CB永磁体(7C2)和CD永磁体(7C4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且CB永磁体(7C2)与CD永磁体(7C4)的充磁方向相反；所述D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)为弧形；其包括有DA永磁体(7D1)、DB永磁体(7D2)、DC永磁体(7D3)、DD永磁体(7D4)和DE永磁体(7D5)；D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)安装在转子(3)的D间隙(3H)处；D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)的充磁方向分别为：DA永磁体(7D1)和DE永磁体(7D5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；DC永磁体(7D3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；DB永磁体(7D2)和DD永磁体(7D4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且DB永磁体(7D2)与DD永磁体(7D4)的充磁方向相反；牛眼轴承组件(8)包括有结构相同的A牛眼轴承(8A)、B牛眼轴承(8B)、C牛眼轴承(8C)、D牛眼轴承(8D)、E牛眼轴承(8E)、F牛眼轴承(8F)、G牛眼轴承(8G)和H牛眼轴承(8H)；A半球定子(1)的中部设有AA锥形通孔(1A)、AB锥形通孔(1B)、AC锥形通孔(1C)；A半球定子(1)的一端设有AA开口锥形通孔(1D)、AB开口锥形通孔(1E)、AC开口锥形通孔(1F)；A半球定子(1)的另一端设有(AD)开口锥形通孔(1G)、AE开口锥形通孔(1H)、AF开口锥形通孔(1I)；A半球定子(1)上设有AA通孔(1‑1)和AB通孔(1‑2)；A半球定子(1)的底部设有用于与底座(5)的内凸圆台(5A)固定的AA螺纹孔(1‑3)，EA螺钉(5A3)穿过底座(5)的内凸圆台(5A)上的EA通孔(5A1)后螺纹连接在A半球定子(1)的底部的AA螺纹孔(1‑3)中；A半球定子(1)的内球面上设有用于安装A牛眼轴承(8A)的AC轴承孔(1L)、用于安装B牛眼轴承(8B)的AD轴承孔(1M)、用于安...

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机主动侧杆系统的球电机，其特征在于：所述球电机包括有A半球定子(1)、B半球定子(2)、转子(3)、输出杆(4)、底座(5)、电枢绕组组件(6)、磁力块组件(7)和牛眼轴承组件(8)；其中，A半球定子(1)与B半球定子(2)的结构相同，且A半球定子(1)与B半球定子(2)对接后则形成一个空心球体；电枢绕组组件(6)包括有结构相同的A电枢绕组(6A)、B电枢绕组(6B)、C电枢绕组(6C)、D电枢绕组(6D)、E电枢绕组(6E)、F电枢绕组(6F)、G电枢绕组(6G)、H电枢绕组(6H)、I电枢绕组(6I)、J电枢绕组(6J)、K电枢绕组(6K)和L电枢绕组(6L)；每三个电枢绕组组成一列；磁力块组件(7)包括有结构相同的A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)、B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)、C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)和D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)；所述A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)为弧形；其包括有AA永磁体(7A1)、AB永磁体(7A2)、AC永磁体(7A3)、AD永磁体(7A4)和AE永磁体(7A5)；A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)安装在转子(3)的A间隙(3E)处；A组哈尔巴赫永磁体阵列(7A)的充磁方向分别为：AA永磁体(7A1)和AE永磁体(7A5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；AC永磁体(7A3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；AB永磁体(7A2)和AD永磁体(7A4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且AB永磁体(7A2)与AD永磁体(7A4)的充磁方向相反；所述B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)为弧形；其包括有BA永磁体(7B1)、BB永磁体(7B2)、BC永磁体(7B3)、BD永磁体(7B4)和BE永磁体(7B5)；B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)安装在转子(3)的B间隙(3F)处；B组哈尔巴赫永磁体阵列(7B)的充磁方向分别为：BA永磁体(7B1)和BE永磁体(7B5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；BC永磁体(7B3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；BB永磁体(7B2)和BD永磁体(7B4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且BB永磁体(7B2)与BD永磁体(7B4)的充磁方向相反；所述C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)为弧形；其包括有CA永磁体(7C1)、CB永磁体(7C2)、CC永磁体(7C3)、CD永磁体(7C4)和CE永磁体(7C5)；C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)安装在转子(3)的C间隙(3G)处；C组哈尔巴赫永磁体阵列(7C)的充磁方向分别为：CA永磁体(7C1)和CE永磁体(7C5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；CC永磁体(7C3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；CB永磁体(7C2)和CD永磁体(7C4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且CB永磁体(7C2)与CD永磁体(7C4)的充磁方向相反；所述D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)为弧形；其包括有DA永磁体(7D1)、DB永磁体(7D2)、DC永磁体(7D3)、DD永磁体(7D4)和DE永磁体(7D5)；D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)安装在转子(3)的D间隙(3H)处；D组哈尔巴赫永磁体阵列(7D)的充磁方向分别为：DA永磁体(7D1)和DE永磁体(7D5)的充磁方向为指向转子(3)的中心点O的径向充磁；DC永磁体(7D3)的充磁方向为转子(3)的中心点O指向外向的径向充磁；DB永磁体(7D2)和DD永磁体(7D4)的充磁方向为垂直转子(3)直径的切向充磁，且DB永磁体(7D2)与DD永磁体(7D4)的充磁方向相反；牛眼轴承组件(8)包括有结构相同的A牛眼轴承(8A)、B牛眼轴承(8B)、C牛眼轴承(8C)、D牛眼轴承(8D)、E牛眼轴承(8E)、F牛眼轴承(8F)、G牛眼轴承(8G)和H牛眼轴承(8H)；A半球定子(1)的中部设有AA锥形通孔(1A)、AB锥形通孔(1B)、AC锥形通孔(1C)；A半球定子(1)的一端设有AA开口锥形通孔(1D)、AB开口锥形通孔(1E)、AC开口锥形通孔(1F)；A半球定子(1)的另一端设有(AD)开口锥形通孔(1G)、AE开口锥形通孔(1H)、AF开口锥形通孔(1I)；A半球定子(1)上设有AA通孔(1-1)和AB通孔(1-2)；A半球定子(1)的底部设有用于与底座(5)的内凸圆台(5A)固定的AA螺纹孔(1-3)，EA螺钉(5A3)穿过底座(5)的内凸圆台(5A)上的EA通孔(5A1)后螺纹连接在A半球定子(1)的底部的AA螺纹孔(1-3)中；A半球定子(1)的内球面上设有用于安装A牛眼轴承(8A)的AC轴承孔(1L)、用于安装B牛眼轴承(8B)的AD轴承孔(1M)、用于安装C牛眼轴承(8C)的AA轴承孔(1J)、用于安装D牛眼轴承(8D)的AB轴承孔(1K)；AA锥形通孔(1A)处用于固定安装A电枢绕组(6A)；AB锥形通孔(1B)处用于固定安装B电枢绕组(6B)；AC锥形通孔(1C)处用于固定安装C电枢绕组(6C)；B半球定子(2)的中部设有BA锥形通孔(2A)、BB锥形通孔(2B)、BC锥形通孔(2C)；B半球定子(2)的一端设有BA开口锥形通孔(2D)、BB开口锥形通孔(2E)、BC开口锥形通孔(2F)；B半球定子(2)的另一端设有BD开口锥形通孔(2G)、BE开口锥形通孔(2H)、BF开口锥形通孔(2I)；B半球定子(2)上设有BA通孔(2-1)和BB通孔(2-2)；B半球定子(2)的底部设有用于与底座(5)的内凸圆台(5A)固定的BA螺纹孔(2-3)，EB螺钉(5A4)穿过底座(5)的内凸圆台(5A)上的EB通孔(5A2)后螺纹连接在B半球定子(2)的底部的BA螺纹孔(2-3)中；B半球定子(2)的内球面上设有用于安装E牛眼轴承(8E)的BA轴承孔(2J)、用于安装F牛眼轴承(8F)的BB轴承孔(2K)、用于安装G牛眼轴承(8G)的BC轴承孔(2L)、用于安装H牛眼轴承(8H)的BD轴承孔(2M)；BA锥形通孔(2A)处用于固定安装G电枢绕组(6G)；BB锥形通孔(2B)处用于固定安装H电枢绕组(6H)；BC锥形通孔(2C)处用于固定安装I电枢绕组(6I)；AA开口锥形通孔(1D)与BA开口锥形通孔(2D)对接后形成A锥形通孔(1-4A)，所述A锥形通孔(1-4A)处用于固定安装D电枢绕组(6D)；AB开口锥形通孔(1E)与BB开口锥形通孔(2E)对接后形成B锥形通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：严亮，刘莹煌，尚耀星，焦宗夏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11