CN104637364A - 一种旋转飞行模拟器 - Google Patents

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    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
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Abstract

本发明涉及一种旋转飞行模拟器，包括旋转座舱、C型框架、支架和底座，通过旋转座舱在C型框架里旋转可以实现模拟横滚飞行，通过C型框架在支架顶部旋转可以实现模拟俯仰飞行，通过支架在底座上旋转可以实现模拟飞行航向变化。本发明采用巧妙的模块化结构设计，结合机电自动控制技术和飞行仿真软件可以实现对三轴旋转的飞行动作和载荷的仿真。本发明可以显著提高航空、航天飞行器驾驶员的训练效果和水平，同时在科普体验和娱乐仿真方面也具有重要意义和广泛市场。

Description

一种旋转飞行模拟器
技术领域
本发明涉及一种旋转飞行模拟器，属于航空、航天训练及科普体验、娱乐飞行仿真技术领域。
背景技术
目前国内外对飞行员、航天员以及特种操作人员的训练方式和器材多种多样，尤其在飞行员的训练和训练装备上已形成规范的国际和国内的标准。但已有的训练方法和训练装备均不能完全满足对飞行员或驾驶员在身体、体能、心理以及敏捷性上的训练，尤其在战斗条件下的快速应战能力及作战技巧等的训练较为欠缺。
现行标准的飞行模拟器强调了对飞行器的驾驶训练，但在空空、空地对抗等的训练上还不能完全覆盖。比如在飞行器做快速筋斗等各种特技动作时对飞行员的身体、体能、心理及敏捷性等素质不能很好的训练。这取决于普通飞行模拟器虽能实现六自由度模拟动感却不能全向无限提供动作和载荷。一些特殊模拟器虽然理论上能达到全向无限提供动作和载荷，但其成本巨大，设备造价极其高昂，难以普及和装备，更不可能推广到科普体验和娱乐领域。另一方面，已有的一类训练器也能通过旋转等动作实现对动作和载荷的模拟，从而达到一定程度上对飞行员体能等的训练，但其训练设备简单，不能和飞行仿真软件、飞行控制技术等相结合，故训练效果一般。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种旋转飞行模拟器，该模拟器是一个集成了机械、电子、自动控制、飞行仿真、声音、光效等各种技术的综合系统，解决了现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种旋转飞行模拟器，包括旋转座舱、C型框架、支架和底座，所述旋转座舱内设有飞行仿真计算机，所述旋转座舱的两端与所述C型框架的两端转动连接，所述C型框架的中部与所述支架的顶部一侧转动连接，所述支架的底部安装在所述底座上；还包括两套电机及其控制组件，一套所述电机通过其控制组件使所述旋转座舱在所述C型框架的两端之间连续多圈转动，另一套所述电机通过其控制组件使所述所述C型框架在所述支架的顶部一侧上连续多圈转动，所述旋转座舱通过两套电滑环分别与外电源、飞行仿真计算机交互，并分别控制这两套电机及其控制组件的运行。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述旋转座舱的一端与所述C型框架的一端通过横滚传动组件转动连接，所述电机通过其控制组件控制横滚传动组件，使所述旋转座舱在所述C型框架的两端之间连续多圈转动。
采用上述进一步方案的有益效果是旋转座舱在C型框架的两端之间连续多圈转动形成飞行仿真的横滚运动。
进一步，所述横滚传动组件由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。
采用上述进一步方案的有益效果是横滚传动组件将旋转座舱安装在C型框架上，并提供能够旋转的支持，将电机的动力传递并带动旋转座舱连续多圈转动。
进一步，所述C型框架的中部与所述支架的顶部一侧通过俯仰传动组件转动连接，所述电机通过其控制组件控制俯仰传动组件，使所述C型框架在所述支架的顶部一侧上连续多圈转动。
采用上述进一步方案的有益效果是C型框架在支架的顶部一侧上连续多圈转动形成飞行仿真的俯仰运动。
进一步，所述俯仰传动组件由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。
采用上述进一步方案的有益效果是俯仰传动组件将C型框架安装在所述支架上，并提供能够旋转的支持，将电机的动力传递并带动C型框架连续多圈转动。
进一步，所述支架的底部安装所述底座上，分为固定式和旋转式两种形式。
其中，固定式为：所述支架的底部固定设置在所述底座上。
旋转式为：所述底座上设有可旋转的航向传动组件，所述支架的底部固定设置在所述航向传动组件上。还包括额外的一套电机及其控制组件，该电机通过其控制组件控制航向传动组件在所述底座上旋转，从而带动所述支架旋转，所述旋转座舱通过额外的一套电滑环与外电源、飞行仿真计算机交互，并控制该电机及其控制组件的运行。
采用旋转式的有益效果是航向传动组件在底座上旋转，从而带动所述支架旋转，形成飞行仿真的航向旋转运动。
进一步，所述航向传动组件由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。
采用上述进一步方案的有益效果航向传动组件将所述支架安装在所述底座上，并提供能够旋转的支持，将电机的动力传递并带动所述支架连续多圈转动。
上述的横滚传动组件、俯仰传动组件、航向传动组件均是采用最为常规的传动组件，在轴承座设有轴承，轴承内设有主轴，主轴的一端连接动力输入端，通常是电机的输出端，主轴的另一端设有一个链轮，而另一个设置在动力输出端，即需要传动旋转的部件，两个链轮之间通过链条传动。
进一步，所述旋转座舱包括座舱框架，所述座舱框架外包裹由带有舱门的外壳，所述座舱框架内安装有显示器、脚蹬、驾驶杆、油门、座椅、安全带、音响以及所述飞行仿真计算机，所述飞行仿真计算机与显示器、脚蹬、驾驶杆、油门、音响电连接；所述座椅设有至少两个，每个所述座椅上均设有安全带。
采用上述进一步方案的有益效果是旋转座舱提供了人在环路的界面，其内部的各个组成部分可以模拟在飞行状态下的控制系统，达到针对各种飞行器飞行仿真的目的。旋转座舱内可以通过加宽安装两个或多个座椅，可以同时对多人进行飞行仿真。
所述飞行仿真计算机提供了飞行仿真软件的运行平台，实现了对运动、视景、音效的实时控制和对驾驶员操纵信号的实时处理。
所述旋转座舱、所述电机及控制组件以及所述飞行仿真计算机的电源、信号的传输和交互是通过所述电滑环实现的。
本发明的有益效果是：本发明的旋转飞行模拟器采用巧妙的模块化结构设计，结合机电自动控制技术、视景技术、和飞行仿真软件可以实现对三轴旋转的飞行动作和载荷的仿真,操纵驾驶响应迅速，精度高；仿真度高，动感强，适用于对各种飞行器的飞行仿真；能满足对飞行员或驾驶员在身体、体能、心理以及敏捷性等素质上的训练。同时，本发明可以显著提高航空、航天飞行器驾驶员的训练效果和水平，同时在科普体验和娱乐仿真方面也具有重要意义和广泛市场。
附图说明
图1为本发明实施例1正视图；
图2为本发明实施例1左视图；
图3为本发明实施例1结构示意图；
图4为本发明旋转座舱剖视图；
图5为本发明旋转座舱去掉外壳的结构示意图；
图6为本发明实施例1去掉外壳的结构示意图；
图7为本发明实施例2结构示意图；
图8为本发明实施例2去掉外壳的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、旋转座舱，2、C型框架，3、支架，4、底座，5、横滚传动组件，6、俯仰传动组件，7、航向传动组件，8、控制组件，9、电滑环，10、飞行仿真计算机，11、显示器，12、脚蹬，13、驾驶杆，14、油门，15、座椅，16、安全带，17、音响，18、外壳，19、座舱框架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1至图3所示，一种旋转飞行模拟器，包括旋转座舱1、C型框架2、支架3和底座4，所述旋转座舱1内设有飞行仿真计算机10，所述旋转座舱1的两端与所述C型框架2的两端转动连接，所述C型框架2的中部与所述支架3的顶部一侧转动连接，所述支架3的底部安装在所述底座4上；还包括两套电机及其控制组件8，一套所述电机通过其控制组件8使所述旋转座舱1在所述C型框架2的两端之间连续多圈转动，另一套所述电机通过其控制组件8使所述所述C型框架2在所述支架3的顶部一侧上连续多圈转动，所述旋转座舱1通过两套电滑环9分别与外电源、飞行仿真计算机10交互，并分别控制这两套电机及其控制组件8的运行。
所述旋转座舱1的一端与所述C型框架2的一端通过横滚传动组件5转动连接，所述电机通过其控制组件8控制横滚传动组件5，使所述旋转座舱1在所述C型框架2的两端之间连续多圈转动。所述旋转座舱1在C型框架2的两端之间连续多圈转动形成飞行仿真的横滚运动。
所述横滚传动组件5由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。所述横滚传动组件5将旋转座舱1安装在C型框架2上，并提供能够旋转的支持，将电机的动力传递并带动旋转座舱1连续多圈转动。
所述C型框架2的中部与所述支架3的顶部一侧通过俯仰传动组件6转动连接，所述电机通过其控制组件8控制俯仰传动组件6，使所述C型框架2在所述支架3的顶部一侧上连续多圈转动。所述C型框架2在支架3的顶部一侧上连续多圈转动形成飞行仿真的俯仰运动。
所述俯仰传动组件6由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。所述俯仰传动组件6将C型框架2安装在所述支架3上，并提供能够旋转的支持，将电机的动力传递并带动C型框架2连续多圈转动。
所述支架的底部安装所述底座上，分为固定式和旋转式两种形式。
实施例1为旋转式，所述底座4上设有可旋转的航向传动组件7，所述支架3的底部固定设置在所述航向传动组件7上。还包括额外的一套电机及其控制组件8，该电机通过其控制组件8控制航向传动组件7在所述底座4上旋转，从而带动所述支架3旋转，所述旋转座舱1通过额外的一套电滑环9与外电源、飞行仿真计算机10交互，并控制该电机及其控制组件8的运行。所述航向传动组件7在底座4上旋转，从而带动所述支架3旋转，形成飞行仿真的航向旋转运动。
所述航向传动组件7由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。所述航向传动组件7将所述支架3安装在所述底座4上，并提供能够旋转的支持，将电机的动力传递并带动所述支架3连续多圈转动。
如图4至图6所示，所述旋转座舱1包括座舱框架19，所述座舱框架19外包裹由带有舱门的外壳18，所述座舱框架19内安装有显示器11、脚蹬12、驾驶杆13、油门14、座椅15、安全带16、音响17以及所述飞行仿真计算机10，所述飞行仿真计算机10与显示器11、脚蹬12、驾驶杆13、油门14、音响17电连接；所述座椅15设有至少两个，每个所述座椅15上均设有安全带16。
所述旋转座舱1提供了人在环路的界面，其内部的各个组成部分可以模拟在飞行状态下的控制系统，达到针对各种飞行器飞行仿真的目的。所述旋转座舱1内可以通过加宽安装两个或多个座椅15，可以同时对多人进行飞行仿真。
所述飞行仿真计算机10提供了飞行仿真软件的运行平台，实现了对运动、视景、音效的实时控制和对驾驶员操纵信号的实时处理。
所述旋转座舱1、所述电机及控制组件8以及所述飞行仿真计算机10的电源、信号的传输和交互是通过所述电滑环9实现的。
实施例2
所述支架的底部安装所述底座上，分为固定式和旋转式两种形式，实施例1为旋转式，而如图7、图8所示，实施例2为固定式，即所述支架3的底部固定设置在所述底座4上。实施例2与实施例1相比，支架3是固定在底座4上的，这样不需要航向传动组件7及配套的电机、控制组件8，虽然无法进行飞行仿真的航向旋转运动，但是其结构更加简单，整个装置更加牢固稳定，非常适合科普体验和娱乐仿真等方面的应用，也具有重要的意义和广泛的市场。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转飞行模拟器，其特征在于，包括旋转座舱(1)、C型框架(2)、支架(3)和底座(4)，所述旋转座舱(1)内设有飞行仿真计算机(10)，所述旋转座舱(1)的两端与所述C型框架(2)的两端转动连接，所述C型框架(2)的中部与所述支架(3)的顶部一侧转动连接，所述支架(3)的底部安装在所述底座(4)上；
还包括两套电机及其控制组件(8)，一套所述电机通过其控制组件(8)使所述旋转座舱(1)在所述C型框架(2)的两端之间连续多圈转动，另一套所述电机通过其控制组件(8)使所述所述C型框架(2)在所述支架(3)的顶部一侧上连续多圈转动，所述旋转座舱(1)通过两套电滑环(9)分别与外电源、飞行仿真计算机(10)交互，并分别控制这两套电机及其控制组件(8)的运行。
2.根据权利要求1所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述旋转座舱(1)的一端与所述C型框架(2)的一端通过横滚传动组件(5)转动连接，所述电机通过其控制组件(8)控制横滚传动组件(5)，使所述旋转座舱(1)在所述C型框架(2)的两端之间连续多圈转动。
3.根据权利要求2所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述横滚传动组件(5)由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。
4.根据权利要求1所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述C型框架(2)的中部与所述支架(3)的顶部一侧通过俯仰传动组件(6)转动连接，所述电机通过其控制组件(8)控制俯仰传动组件(6)，使所述C型框架(2)在所述支架(3)的顶部一侧上连续多圈转动。
5.根据权利要求4所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述俯仰传动组件(6)由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。
6.根据权利要求1所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述支架(3)的底部固定设置在所述底座(4)上。
7.根据权利要求1所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述底座(4)上设有可旋转的航向传动组件(7)，所述支架(3)的底部固定设置在所述航向传动组件(7)上。
8.根据权利要求7所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，还包括额外的一套电机及其控制组件(8)，该电机通过其控制组件(8)控制航向传动组件(7)在所述底座(4)上旋转，从而带动所述支架(3)旋转，所述旋转座舱(1)通过额外的一套电滑环(9)与外电源、飞行仿真计算机(10)交互，并控制该电机及其控制组件(8)的运行。
9.根据权利要求7所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述航向传动组件(7)由一对链轮、链条、轴承、轴承座及主轴构成。
10.根据权利要求1至9任一项所述一种旋转飞行模拟器，其特征在于，所述旋转座舱(1)包括座舱框架(19)，所述座舱框架(19)外包裹由带有舱门的外壳(18)，所述座舱框架(19)内安装有显示器(11)、脚蹬(12)、驾驶杆(13)、油门(14)、座椅(15)、安全带(16)、音响(17)以及所述飞行仿真计算机(10)，所述飞行仿真计算机(10)与显示器(11)、脚蹬(12)、驾驶杆(13)、油门(14)、音响(17)电连接；所述座椅(15)设有至少两个，每个所述座椅(15)上均设有安全带(16)。
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