CN102390544B - 一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，属于航空工程技术领域，包括操纵机构A、操纵机构B、连接机构A、连接机构B、摇臂A、摇臂B、摇臂C、摇臂D、摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C、摇臂滑槽D、长连杆A、长连杆B、短连杆A、短连杆B和夹紧装置。摇臂A和摇臂B垂直安装在右座/后座模拟器支架上，摇臂C和摇臂D垂直安装在左座/前座模拟器支架上。本发明针对传统的直升机模拟器驾驶舱都是固定的串座或者并座的方式，提出一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，不仅可以节省大量的时间，人力物力成本，同时还能根据实际情况进行人机的交互实验研究和调整。

Description

一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置

技术领域

本发明属于航空工程技术领域，具体涉及一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置。

背景技术

随着航空技术的发展，飞行模拟器所具有安全、价廉、方便、可多次重复使用的优点广泛的为航空领域的从业人员所接受。但是现有的模拟器都是依据某一特定机型而专门设计，例如现在广泛应用的都是针对某型号的飞机而设计的模拟器，然而在飞机的预研制阶段，从驾驶人员与飞机的关系(即人机关系)的角度，需要考虑驾驶舱座椅的布局，需要不断的调整。目前双人座制的飞行模拟器采用的座舱布局方式只有串座和并座两种形式，而这种采用固定布局形式，其设计一经确认，布局形式就完全固定下来，不能进行调整和改变。在设计的过程中不能很好的满足研制以及实验阶段的需求，因此有必要设计一种具有开放式的座舱布局的飞行模拟器，降低模拟设备的建造成本和提供模拟器的利用效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，传统的直升机模拟器驾驶舱都是固定的串座或者并座的方式，而本发明采用可以互换的模拟器座舱布局方案，不仅可以节省大量的时间，人力物力成本，同时还能根据实际情况进行人机的交互实验研究和调整。

本发明提出一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，包括操纵机构A、操纵机构B、连接机构A、连接机构B、摇臂A、摇臂B、摇臂C、摇臂D、摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C、摇臂滑槽D、长连杆A、长连杆B、短连杆A和短连杆B。

所述的摇臂A的顶端穿过装有轴承的安装固定装置A与连接机构A连接，摇臂A的底端穿过装有轴承的安装固定装置B，通过安装固定装置A和安装固定装置B与模拟器支架相固定，且在安装固定装置A和安装固定装置B之间的摇臂A上还连接有摇臂滑槽A，所述的连接机构A的外端通过销钉与短连杆A的一端相连接，短连杆A的另一端通过螺栓与操纵机构A的下端相连接；摇臂滑槽A的外端通过销钉与长连杆A的一端相连接。

所述的摇臂B的顶端穿过装有轴承的安装固定装置C与连接机构B连接，摇臂B的底端穿过装有轴承的安装固定装置D，通过安装固定装置C和安装固定装置D与模拟器支架相固定，且在安装固定装置C和安装固定装置D之间的摇臂B上还连接有摇臂滑槽B，所述的连接装置B的外端通过销钉与短连杆B的一端相连接，短连杆B的另一端与连接机构C相连接，连接装置C穿过操纵机构A的固定支架A的一端与操纵机构A连接；摇臂滑槽B的外端通过销钉与长连杆B的一端相连接。

所述的摇臂C的顶端穿过装有轴承的安装固定装置E与连接机构D相连接，摇臂C的底端穿过装有轴承的安装固定装置F与连接机构E相连接，且在安装固定装置E、安装固定装置F之间的摇臂上还连接有摇臂滑槽C，摇臂滑槽C通过销钉与长连杆A的一端相连接，安装固定装置E和安装固定装置F分别与模拟器支架固定；连接机构D的外端通过销钉与短连杆C的一端连接，短连杆C的另一端通过螺栓与操纵机构B的下端相连接；连接机构E的外端通过销钉与短连杆E的一端连接，短连杆E的另一端与电机的传动受力臂相连接。

所述的摇臂D的顶端穿过装有轴承的安装固定装置G与连接机构F相连接，摇臂D的底端穿过装有轴承的安装固定装置H与电机传动轴连接装置相连接，在安装固定装置G、安装固定装置H之间的摇臂D上还连接有摇臂滑槽D，摇臂滑槽D通过销钉与长连杆B的一端相连接，安装固定装置G和安装固定装置H分别与模拟器支架固定，连接机构F的外端通过销钉与短连杆D的一端连接，短连杆D的另一端与连接机构G相连接，通过连接机构G与操纵机构B的固定支架B的一端相连接，进而与操纵机构B连接。

所述的操纵机构A、短连杆A、短连杆B、摇臂A、摇臂B、机构A、连接机构B和连接机构C组成前座单元或左座单元；所述的操纵机构B、短连杆C、短连杆D、摇臂C、摇臂D、连接机构D、连接机构E和连接机构F组成后座单元或右座单元。

应用本发明提出的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置进行由串座布局转变为并座布局的布局转换方法，包括以下几个步骤：

步骤一：松开用来固定长连杆A和长连杆B两端的销钉，拆下长连杆A和长连杆B，解除左座和右座之间的联动传递关系，腾出座舱调整的空间；

步骤二：向后移动包括右座座椅和操纵机构A组成的右座单元，使右座安放在左座的后面，并使两座前后对齐，由原来的并座布局布置成串座布局形式；

步骤三：根据实际模拟器后舱与前舱设计高度，调节摇臂滑槽A和摇臂滑槽B的安装高度，同时为连杆A和连杆B的安装提供条件，使后座单元高于前座单元，满足前后串座布局的人机工效学设计要求；

步骤四：按照前舱与后舱传动布局，调整摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C和摇臂滑槽D的角度，具体角度在调整的过程中能够实现前后座之间的连杆A和连杆B之间的联动，然后用销钉将长连杆A分别和摇臂滑槽A、摇臂滑槽C连接、将长连杆B分别和摇臂滑槽B、摇臂滑槽D连接，满足串联时前后座传动连接的同步性。

应用本发明提出的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置进行由并座布局转变为串座布局的布局转换方法，包括以下几个步骤：

步骤一：松开用来固定长连杆A和长连杆B的销钉，拆下长连杆A长连杆B，解除前后座之间的联动传递关系，腾出座舱调整的空间后；

步骤二：向前移动包括座椅和操纵机构A组成的后座单元，安放在前座的右侧并与其水平对齐，使其与原来的前后座成左右座的布局形式；

步骤三：按照模拟器设计要求，调节摇臂滑槽A和摇臂滑槽B的安装高度，使摇臂滑槽A和摇臂滑槽C在同一水平，摇臂滑槽B和摇臂滑槽D在同一水平高度，然后用销钉将长连杆A分别和摇臂滑槽A、摇臂滑槽C连接、将长连杆B分别和摇臂滑槽B、摇臂滑槽D连接，满足左右座传动连接的同步性。

本发明具有的优点在于：

1、本发明提出一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，是国内第一套直升机模拟器驾驶舱串并座转换的方案，设计理念新颖；

2、本发明提出一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，可操作性容易实施，节省时间、人力、物力，便于推广；

3、本发明提出一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，结构紧凑、操作简单方便。

附图说明

图1：本发明提出的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置的结构示意图；

图2：本发明提出的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置的摇臂C的局部结构示意图；

图3：本发明提出的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置的加紧装置结构示意图；

图4：本发明中的模拟器并座布局的整体图；

图5：本发明中的模拟器串座布局的整体图。

图中：

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出一种连动式飞机模拟器的座舱布局转换装置，如图1所示，包括操纵机构A7、操纵机构B16、连接机构A3、连接机构B11、摇臂A1、摇臂B9、摇臂C18、摇臂D27、摇臂滑槽A5、摇臂滑槽B13、摇臂滑槽C23、摇臂滑槽D32、长连杆A8、长连杆B36、短连杆A6、短连杆B17和夹紧装置等。摇臂A1和摇臂B9垂直安装在右座(后座)模拟器支架上，摇臂C18和摇臂D27垂直安装在左座(前座)模拟器支架上。

所述的摇臂A1的顶端穿过装有轴承的安装固定装置A2与连接机构A3连接，摇臂A1的底端穿过装有轴承的安装固定装置B4，通过安装固定装置A2和安装固定装置B4与模拟器支架相固定。且在安装固定装置A2和安装固定装置B4之间的摇臂A1上还连接有摇臂滑槽A5，所述的连接机构A3的外端通过销钉38与短连杆A6的一端相连接，短连杆A6的另一端通过螺栓与操纵机构A7的下端相连接；摇臂滑槽A5的外端通过销钉38与长连杆A8的一端相连接。

所述的摇臂B9的顶端穿过装有轴承的安装固定装置C10与连接机构B11连接，摇臂B9的底端穿过装有轴承的安装固定装置D12，通过安装固定装置C10和安装固定装置D12与模拟器支架相固定。且在安装固定装置C10和安装固定装置D12之间的摇臂B9上还连接有摇臂滑槽B13，所述的连接装置B的外端通过销钉38与短连杆B17的一端相连接，短连杆B17的另一端与连接机构C14相连接，连接装置C穿过操纵机构A7的固定支架A15的一端与操纵机构A7连接；摇臂滑槽B13的外端通过销钉38与长连杆B36的一端相连接。

所述的摇臂C18的顶端穿过装有轴承的安装固定装置E19与连接机构D20相连接，摇臂C18的底端穿过装有轴承的安装固定装置F21与连接机构E22相连接，且在安装固定装置E19、安装固定装置F21之间的摇臂上还连接有摇臂滑槽C23，摇臂滑槽C23通过销钉38与长连杆A8的一端相连接。安装固定装置E19和安装固定装置F21分别与模拟器支架固定。连接机构D20的外端通过销钉38与短连杆C24的一端连接，短连杆C24的另一端通过螺栓与操纵机构B16的下端相连接；连接机构E22的外端通过销钉38与短连杆E33的一端连接，短连杆E33的另一端与电机的传动受力臂26相连接。

如图2所示，所述的摇臂D27的顶端穿过装有轴承的安装固定装置G28与连接机构F29相连接，摇臂D27的底端穿过装有轴承的安装固定装置H30与电机37的电机传动轴连接装置31相连接，在安装固定装置G28、安装固定装置H30之间的摇臂D27上还连接有摇臂滑槽D32，摇臂滑槽D32通过销钉38与长连杆B36的一端相连接。安装固定装置G28和安装固定装置H30分别与模拟器支架固定。连接机构F29的外端通过销钉38与短连杆D25的一端连接，短连杆D25的另一端与连接机构G34相连接，通过连接机构G34与操纵机构B16的固定支架B35的一端相连接，进而与操纵机构B16连接。

所述的摇臂A1和摇臂B9通过安装固定装置A2、安装固定装置B4、安装固定装置C10和安装固定装置D12垂直安装在右座(后座)模拟器支架上，摇臂C18和摇臂D27通过安装固定装置E19、安装固定装置F21、安装固定装置G28和安装固定装置H30垂直安装在左座(前座)模拟器支架上。

所述的操纵机构A7、短连杆A6、短连杆B17、摇臂A1、摇臂B9、机构A、连接机构B11和连接机构C14组成前(左)座的连接传动的前座单元(或左座单元)。所述的操纵机构B16、短连杆C24、短连杆D25、摇臂C18、摇臂D27、连接机构D20、连接机构E22和连接机构F29组成后(右)座的连接传动的后座单元(或右座单元)；这两个部分通过长连杆分别连接摇臂滑槽A5、摇臂滑槽C23，通过长连杆B36分别连接于摇臂滑槽B13、摇臂滑槽D32，在座舱布局的变换过程中只需拆卸长连杆A8和长连杆B36，并调整摇臂滑槽A5和摇臂滑槽B13的高度以及方向，然后在调整到位后将摇臂滑槽A5和摇臂滑槽B13固定即可。

如图3所示，所述的连接机构A3为机械加工连接部件，一端开孔与摇臂A1的上端部紧固连接，另一端中间销出一个槽与短连杆A6相连接。其他的连接机构(连接机构B11、连接机构C14、连接机构D20、连接机构E22和连接机构F29)与连接机构A3的结构相同。

如图3所示，所述的摇臂滑槽A5、摇臂滑槽B13、摇臂滑槽C23和摇臂滑槽D32上均设置夹紧装置，当摇臂滑槽与相应的摇臂连接后，在高度和角度固定时，用来加紧锁定。

如图1所示，所述的操纵机构A7的一端(上端)固定于飞行模拟器支架上，下端通过连接机构A3以及固定支架A15与模拟器的座舱布局转换装置相连接。操纵机构B16的连接方式与操纵机构A7相同。

所述座椅(当并联时称为左座和右座；当串联时称为前座和后座)安装在模拟器的平台上，前方有操纵杆(即操纵机构A7和操纵机构B16)和显示器，座椅两侧装有显示器。座椅和本发明的模拟器的座舱布局转换装置中的这些部件都安装在模拟器的平台上。

本发明中操纵机构A7和操纵机构B16是模拟器的操纵杆，驾驶员可以前后左右移动操纵机构A7和操纵机构B16来控制模拟器的飞行。本发明中的各个连接机构就是现实传动过程中力矩方向的变化传递过程，本发明中的各个安装固定装置为装有轴承可以转动的并且主要用来固定在支架上的固定装置。

本发明中将每套驾驶员系统设计一套布局座椅单元，包括模拟器支架、座椅、显示装置(显示器)、操纵机构以及由摇臂、连杆等部件组成的座舱布局变换装置。模拟器支架包括右座(后座)模拟器支架和左座(前座)模拟器支架，分别由支架柱和平台构成，支架平台上安装相应的固定座椅和显示装置；支架柱垂直安装支撑受力，同时与安装固定装置连接固定摇臂，实现座舱布局转换。前座单元(或左座单元)和的后座单元(或右座单元)在座舱布局的变换中只需整体移动，调整整个单元的安装高度，满足串座情况下前后座之间的高度差的可调范围。采用模块单元化的结构方式，既可以减少系统安装调试的时间，也可满足在设计方案调整时布局的不同变化。

应用本发明提出的一种连动式飞机模拟器的座舱布局转换装置进行布局转换时，由串座布局转变为并座布局的布局转换方法，包括以下几个步骤：

步骤一：松开用来固定长连杆A8和长连杆B36两端的销钉38，拆下长连杆A8和长连杆B36，解除左座和右座之间的联动传递关系，腾出座舱调整的空间；

步骤二：向后移动包括右座座椅和操纵机构A7组成的右座单元，使右座安放在左座的后面，并使两座前后对齐，由原来的并座布局布置成串座布局形式；移动过程中右座单元整体向后移动，各个连杆和连接机构之间的连接不变换；

步骤三：根据实际模拟器后舱与前舱设计高度，调节摇臂滑槽A5和摇臂滑槽B13的安装高度，同时为连杆A和连杆B的安装提供条件，使后座单元高于前座单元，满足前后串座布局的人机工效学设计要求(具体高度应根据机型确定)。

步骤四：按照前舱与后舱传动布局，调整四个摇臂滑槽(摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C和摇臂滑槽D)的角度，具体角度应该在调整的过程中可以很好的实现前后座之间的连杆A和连杆B之间的联动为依据。然后用销钉38将长连杆A8分别和摇臂滑槽A5、摇臂滑槽C23连接、将长连杆B36分别和摇臂滑槽B13、摇臂滑槽D32连接，满足串联时前后座传动连接的同步性，完成串座布局转变为并座布局后的模拟器座舱布局如图4所示。

应用本发明提出的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置进行布局转换时，由并座布局转变为串座布局的布局转换方法，包括以下几个步骤：

步骤一：松开用来固定长连杆A8和长连杆B36的销钉38，拆下长连杆A8长连杆B36，解除前后座之间的联动传递关系，腾出座舱调整的空间后；

步骤二：向前移动包括座椅和操纵机构A7组成的后座单元，安放在前座的右侧并与其水平对齐，使其与原来的前后座成左右座的布局形式；移动过程中前座单元整体向后移动，各个连杆和连接机构之间的连接不变换；

步骤三：按照模拟器设计要求，调节摇臂滑槽A5和摇臂滑槽B13的安装高度，使摇臂滑槽A5和摇臂滑槽C23在同一水平，摇臂滑槽B13和摇臂滑槽D32在同一水平高度，然后用销钉38将长连杆A8分别和摇臂滑槽A5、摇臂滑槽C23连接、将长连杆B36分别和摇臂滑槽B13、摇臂滑槽D32连接，满足左右座传动连接的同步性，完成并座布局转变为串座布局后的模拟器座舱布局如图5所示。

Claims (7)

1.一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，其特征在于：包括操纵机构A、操纵机构B、连接机构A、连接机构B、摇臂A、摇臂B、摇臂C、摇臂D、摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C、摇臂滑槽D、长连杆A、长连杆B、短连杆A和短连杆B； 

所述的摇臂A的顶端穿过装有轴承的安装固定装置A与连接机构A连接，摇臂A的底端穿过装有轴承的安装固定装置B，通过安装固定装置A和安装固定装置B与模拟器支架相固定，且在安装固定装置A和安装固定装置B之间的摇臂A上还连接有摇臂滑槽A，所述的连接机构A的外端通过销钉与短连杆A的一端相连接，短连杆A的另一端通过螺栓与操纵机构A的下端相连接；摇臂滑槽A的外端通过销钉与长连杆A的一端相连接； 

所述的摇臂B的顶端穿过装有轴承的安装固定装置C与连接机构B连接，摇臂B的底端穿过装有轴承的安装固定装置D，通过安装固定装置C和安装固定装置D与模拟器支架相固定，且在安装固定装置C和安装固定装置D之间的摇臂B上还连接有摇臂滑槽B，所述的连接机构B的外端通过销钉与短连杆B的一端相连接，短连杆B的另一端与连接机构C相连接，连接机构C穿过操纵机构A的固定支架A的一端与操纵机构A连接；摇臂滑槽B的外端通过销钉与长连杆B的一端相连接； 

所述的摇臂C的顶端穿过装有轴承的安装固定装置E与连接机构D相连接，摇臂C的底端穿过装有轴承的安装固定装置F与连接机构E相连接，且在安装固定装置E、安装固定装置F之间的摇臂上还连接有摇臂滑槽C，摇臂滑槽C通过销钉与长连杆A的一端相连接，安装固定装置E和安装固定装置F分别与模拟器支架固定；连接机构D的外端通过销钉与短连杆C的一端连接，短连杆C的另一端通过螺栓与操纵机构B的下端相连接；连接机构E的外端通过销钉与短连杆E的一端连接，短连杆E的另一端与电机的传动受力臂相连接； 

所述的摇臂D的顶端穿过装有轴承的安装固定装置G与连接机构F相连接，摇臂D的底端穿过装有轴承的安装固定装置H与电机传动轴连接装置相连接，在安装固定装置G、安装固定装置H之间的摇臂D上还连接有摇臂滑槽D，摇臂滑槽D通过销钉与长连杆B的一端相连接，安装固定装置G和安装固定装置H分别与模拟器支架固定，连接机构F的外端通过销钉与短连杆D的一端连接，短连杆D的另一端与连接机构G相连接，通过连接机构G与操纵机构B的固定支架B的一端相连接，进而与操纵机构B连接； 

所述的操纵机构A、短连杆A、短连杆B、摇臂A、摇臂B、连接机构A、连接机构B和连接机构C组成后座单元或右座单元；所述的操纵机构B、短连杆C、短连杆D、摇臂C、摇臂D、连接机构D、连接机构E和连接机构F组成前座单元或左座单元。 

2.根据权利要求1所述的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，其特征在于：所述的摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C和摇臂滑槽D上均设置夹紧装置，当摇臂滑槽与相 应的摇臂连接后，在高度和角度固定时，用来夹紧锁定。 

3.根据权利要求1或2所述的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，其特征在于：所述的摇臂A和摇臂B通过安装固定装置A、安装固定装置B、安装固定装置C和安装固定装置D垂直安装在右座/后座模拟器支架上，摇臂C和摇臂D通过安装固定装置E、安装固定装置F、安装固定装置G和安装固定装置H垂直安装在左座/前座模拟器支架上。 

4.根据权利要求1所述的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，其特征在于：所述的连接机构A为机械加工连接部件，一端开孔与摇臂A的上端部紧固连接，另一端中间销出一个槽与短连杆A相连接；所述的连接机构B、连接机构C、连接机构D、连接机构E和连接机构F与连接机构A的结构相同。 

5.根据权利要求1所述的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置，其特征在于：所述的操纵机构A和操纵机构B为模拟器的操纵杆。 

6.应用权利要求1所述的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置进行由并座布局转变为串座布局的布局转换方法，其特征在于：包括以下几个步骤： 

步骤一：松开用来固定长连杆A和长连杆B两端的销钉，拆下长连杆A和长连杆B，解除左座和右座之间的联动传递关系，腾出座舱调整的空间； 

步骤二：向后移动包括右座座椅和操纵机构A组成的右座单元，使右座安放在左座的后面，并使两座前后对齐，由原来的并座布局布置成串座布局形式； 

步骤三：根据实际模拟器后舱与前舱设计高度，调节摇臂滑槽A和摇臂滑槽B的安装高度，同时为长连杆A和长连杆B的安装提供条件，使后座单元高于前座单元，满足前后串座布局的人机工效学设计要求； 

步骤四：按照前舱与后舱传动布局，调整摇臂滑槽A、摇臂滑槽B、摇臂滑槽C和摇臂滑槽D的角度，具体角度在调整的过程中能够实现前后座之间的连杆A和连杆B之间的联动，然后用销钉将长连杆A分别和摇臂滑槽A、摇臂滑槽C连接、将长连杆B分别和摇臂滑槽B、摇臂滑槽D连接，满足串联时前后座传动连接的同步性。 

7.应用权利要求1所述的一种连动式飞机模拟器座舱布局转换装置进行由串座布局转变为并座布局的布局转换方法，其特征在于：包括以下几个步骤： 

步骤一：松开用来固定长连杆A和长连杆B的销钉，拆下长连杆A长连杆B，解除前后座之间的联动传递关系，腾出座舱调整的空间后； 

步骤二：向前移动包括座椅和操纵机构A组成的后座单元，安放在前座的右侧并与其水平对齐，使其与原来的前后座成左右座的布局形式； 

步骤三：按照模拟器设计要求，调节摇臂滑槽A和摇臂滑槽B的安装高度，使摇臂滑槽A和摇臂滑槽C在同一水平，摇臂滑槽B和摇臂滑槽D在同一水平高度，然后用销钉将长连 杆A分别和摇臂滑槽A、摇臂滑槽C连接、将长连杆B分别和摇臂滑槽B、摇臂滑槽D连接，满足左右座传动连接的同步性。 

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