CN104916185A

CN104916185A - 一种飞行模拟器

Info

Publication number: CN104916185A
Application number: CN201510403510.8A
Authority: CN
Inventors: 冯圣冰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-12
Filing date: 2015-07-12
Publication date: 2015-09-16

Abstract

本发明提供一种飞行模拟器，包括机架部分，电机驱动部分，控制模块部分，线路部分及传感器部分，本发明有效增益为，相比较利用空间并联机构设置的飞行模拟器，能够实现笛卡尔坐标系下的XYZ三轴的任一角度的旋转，最真实的模拟飞行过程中的飞行姿态。三个旋转环的相互嵌套设计，在运动过程可以避免彼此相互干扰，能够保证各自绕轴线的旋转。电滑环的使用，确保过程中线路正常连接，不会绞绕在一起。本发明能最佳真实的模拟出飞行时空间姿态的变化，给操作者最为真实的飞行体验。

Description

一种飞行模拟器

技术领域

本发明提供一种飞行模拟器，属于模拟器制造技术领域。

背景技术

飞行模拟器是指一种模拟飞行，带给用户真实飞行体验的设备，其不需要高超的飞行驾驶技术就可以实现模拟飞行的体验。现在的飞行模拟器不仅仅在专业飞行员的训练中起到巨大的帮助作用，而且在民用、娱乐方面也越来越多的被人们所喜爱。但是目前的飞行模拟器很少能提供近乎完全真实的模拟飞行感受，主要原因在于真实飞行可以在任意空间进行任意角度的飞行，而模拟器只能实现小角度的模拟侧摆、前倾、翻转等动作，带来的真实模拟体验感触将大大降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种飞行模拟器，采用三个旋转环嵌套旋转，能很好的模拟飞行过程中的各种角度的侧摆、前倾、翻转等动作，不受机构设计的限制，带来全新的模拟感受体验效果。

本发明采取的技术方案为：一种飞行模拟器，包括安装机架、外圈驱动大齿轮、外圈驱动小齿轮、外圈驱动电机、外圈、中间圈驱动电机、中间圈驱动大齿轮、中间圈驱动小齿轮、中间圈、内圈驱动电机、内圈驱动小齿轮、内圈驱动大齿轮、内圈、座椅、外圈驱动轴、外圈角度传感器、外圈轴承、中间圈驱动轴、中间圈角度传感器、中间圈轴承、内圈驱动轴、内圈角度传感器、内圈轴承、分线走线槽、多路电滑环、平衡块、座舱、控制杆、总线走线槽、计算机控制器，其特征在于：两个安装机架通过地脚螺栓固定安装在地基平台上；外圈为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称线位置固定安装两根外圈驱动轴，外圈驱动轴中间段与外圈轴承内侧面固定安装，外圈轴承外侧面与安装机架的安装孔内侧面固定安装；外圈驱动大齿轮与外圈驱动轴的悬伸端固定相连，外圈驱动电机固定安装在安装机架上，外圈驱动小齿轮固定安装在外圈驱动电机的轴上，并同时保证与外圈驱动大齿轮相啮合；外圈驱动轴安装有外圈角度传感器；中间圈为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称轴心线位置固定安装两根中间圈驱动轴，中间圈驱动轴中间段与中间圈轴承内侧面固定安装，中间圈轴承外侧面与外圈另外两平行侧面中间对称轴心线的安装孔内侧面固定安装；中间圈驱动大齿轮与中间圈驱动轴的悬伸端固定相连，中间圈驱动电机固定安装在外圈上，中间圈驱动小齿轮固定安装在中间圈驱动电机的轴上，并同时保证与中间圈驱动大齿轮相啮合；中间圈驱动轴安装有中间圈角度传感器；内圈为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称轴心线位置固定安装两根内圈驱动轴，内圈驱动轴中间段与内圈轴承内侧面固定安装，内圈轴承外侧面与中间圈另外两平行侧面中间对称轴心线的安装孔内侧面固定安装；内圈驱动大齿轮与内圈驱动轴的悬伸端固定相连，内圈驱动电机固定安装在中间圈上，内圈驱动小齿轮固定安装在内圈驱动电机的轴上，并同时保证与内圈驱动大齿轮相啮合；内圈驱动轴安装有内圈角度传感器；座椅与座舱固定安装，控制杆固定安装在座椅的前方，确保符合人体工程学的使用要求，座椅、座舱和控制杆一起固定安装在内圈的内部，保持与内圈的正方形面平行；在没有安装齿轮的另一侧的外圈驱动轴和中间圈驱动轴的中心线位置开有中心孔，中心孔内安装有多路电滑环。

为平衡电机、齿轮等安装的转动惯量，在外圈和中间圈上各自安装有平衡块。

为保证在旋转过程中，控制线路不相互缠绕，所有电机控制线路都布在分线走线槽和总线走线槽内，最终接入计算机控制器的接口内。

为实现连续旋转过程中线路合理的通过转轴而不发生相互干扰，所有走线在跨越不同的旋转圈时，均依靠多路电滑环连接通过。

为实现模拟飞行过程中方向的改变，所有电机为大扭力启动电机，控制电路设计为可适应频繁换向启动的控制电路。

为实现某一特定位置的一段时间的保持，所有电机均设有锁死电磁开关。

本发明的优点为：相比较利用空间并联机构设置的飞行模拟器，能够实现笛卡尔坐标系下的XYZ三轴的任一角度的旋转，最真实的模拟飞行过程中的飞行姿态；三个旋转环的相互嵌套设计，在运动过程可以避免彼此相互干扰，能够保证各自绕轴线的旋转；电滑环的使用，确保过程中线路正常连接，不会绞绕在一起；本发明能最佳真实的模拟出飞行时空间姿态的变化，给操作者最为真实的飞行体验。

附图说明

图1为飞行模拟器的三维立体结构示意图。

图2为飞行模拟器的局部放大标注示意图。

图3为外圈驱动轴、外圈角度传感器和外圈轴承的局部放大示意图，在图2中标注为A。

图4为中间圈驱动轴、中间圈角度传感器和中间圈轴承的局部放大示意图，在图2中标注为B。

图5为内圈驱动轴、内圈角度传感器和内圈轴承的局部放大示意图，在图2中标注为C。

图6为飞行模拟器的另一视角三维立体结构示意图。

附图标号：1-安装机架；2-外圈驱动大齿轮；3-外圈驱动小齿轮；4-外圈驱动电机；5-外圈；6-中间圈驱动电机；7-中间圈驱动大齿轮；8-中间圈驱动小齿轮；9-中间圈；10-内圈驱动电机；11-内圈驱动小齿轮；12-内圈驱动大齿轮；13-内圈；14-座椅；15-外圈驱动轴；16-外圈角度传感器；17-外圈轴承；18-中间圈驱动轴；19-中间圈角度传感器；20-中间圈轴承；21-内圈驱动轴；22-内圈角度传感器；23-内圈轴承；24-分线走线槽；25-多路电滑环；26-平衡块；27-座舱；28-控制杆；29-总线走线槽；30-计算机控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种飞行模拟器，包括安装机架1、外圈驱动大齿轮2、外圈驱动小齿轮3、外圈驱动电机4、外圈5、中间圈驱动电机6、中间圈驱动大齿轮7、中间圈驱动小齿轮8、中间圈9、内圈驱动电机10、内圈驱动小齿轮11、内圈驱动大齿轮12、内圈13、座椅14、外圈驱动轴15、外圈角度传感器16、外圈轴承17、中间圈驱动轴18、中间圈角度传感器19、中间圈轴承20、内圈驱动轴21、内圈角度传感器22、内圈轴承23、分线走线槽24、多路电滑环25、平衡块26、座舱27、控制杆28、总线走线槽29、计算机控制器30，其特征在于：两个安装机架1通过地脚螺栓固定安装在地基平台上；外圈5为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称线位置固定安装两根外圈驱动轴15，外圈驱动轴15中间段与外圈轴承17内侧面固定安装，外圈轴承17外侧面与安装机架1的安装孔内侧面固定安装；外圈驱动大齿轮2与外圈驱动轴15的悬伸端固定相连，外圈驱动电机4固定安装在安装机架1上，外圈驱动小齿轮3固定安装在外圈驱动电机4的轴上，并同时保证与外圈驱动大齿轮2相啮合；外圈驱动轴15安装有外圈角度传感器16；中间圈9为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称轴心线位置固定安装两根中间圈驱动轴18，中间圈驱动轴18中间段与中间圈轴承20内侧面固定安装，中间圈轴承20外侧面与外圈5另外两平行侧面中间对称轴心线的安装孔内侧面固定安装；中间圈驱动大齿轮7与中间圈驱动轴18的悬伸端固定相连，中间圈驱动电机6固定安装在外圈5上，中间圈驱动小齿轮8固定安装在中间圈驱动电机6的轴上，并同时保证与中间圈驱动大齿轮7相啮合；中间圈驱动轴18安装有中间圈角度传感器19；内圈13为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称轴心线位置固定安装两根内圈驱动轴21，内圈驱动轴21中间段与内圈轴承23内侧面固定安装，内圈轴承23外侧面与中间圈5另外两平行侧面中间对称轴心线的安装孔内侧面固定安装；内圈驱动大齿轮12与内圈驱动轴21的悬伸端固定相连，内圈驱动电机10固定安装在中间圈9上，内圈驱动小齿轮11固定安装在内圈驱动电机10的轴上，并同时保证与内圈驱动大齿轮12相啮合；内圈驱动轴21安装有内圈角度传感器22；座椅14与座舱27固定安装，控制杆28固定安装在座椅的前方，确保符合人体工程学的使用要求，座椅14、座舱27和控制杆28一起固定安装在内圈13的内部，保持与内圈13的正方形面平行；在没有安装齿轮的另一侧的外圈驱动轴15和中间圈驱动轴18的中心线位置开有中心孔，中心孔内安装有多路电滑环25。

进一步的，在外圈5和中间圈9上各自安装有平衡块26；所有电机控制线路都布在分线走线槽24和总线走线槽29内，最终接入计算机控制器30的接口内；所有走线在跨越不同的旋转圈时，均依靠多路电滑环25连接通过；所有电机为大扭力启动电机，控制电路设计为可适应频繁换向启动的控制电路；所有电机均设有锁死电磁开关。

本发明的工作原理为：当操作者坐好座椅14后，系好安全带，开始座舱27屏幕，操纵控制杆28进行模拟飞行，当控制杆28像某个方向摆动后，其上面的无线发射装置将摆角信号发回至计算机控制器30，计算机控制器30接受信号后开始处理，然后将控制指令发出；控制指令沿总线走线槽29和分线走线槽24以及多路电滑环25传输，传输至各个旋转框的驱动电机，电机接受信号后开始动作，驱动各自的旋转框旋转，当各驱动轴上的角度传感器检测到到达指定位置后发出信号，沿原来的信号传输线路传回，计算机控制器30停止指令发出，电机停止动作，电磁锁死开关锁死电机，防止误动作；当指令信号再次由计算机控制器30发出后，电磁锁死开关打开，电机继续动作，直至再次完成。最终实现控制杆28的指令动作要求。

通过以上，本飞行模拟器能实现超360度的旋转要求，而且不会产生线路缠绕的麻烦，继而带给模拟体验者以全新的模拟体验。

Claims

1.一种飞行模拟器，包括安装机架（1）、外圈驱动大齿轮（2）、外圈驱动小齿轮（3）、外圈驱动电机（4）、外圈（5）、中间圈驱动电机（6）、中间圈驱动大齿轮（7）、中间圈驱动小齿轮（8）、中间圈（9）、内圈驱动电机（10）、内圈驱动小齿轮（11）、内圈驱动大齿轮（12）、内圈（13）、座椅（14）、外圈驱动轴（15）、外圈角度传感器（16）、外圈轴承（17）、中间圈驱动轴（18）、中间圈角度传感器（19）、中间圈轴承（20）、内圈驱动轴（21）、内圈角度传感器（22）、内圈轴承（23）、分线走线槽（24）、多路电滑环（25）、平衡块（26）、座舱（27）、控制杆（28）、总线走线槽（29）、计算机控制器（30），其特征在于：两个安装机架（1）通过地脚螺栓固定安装在地基平台上；外圈（5）为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称线位置固定安装两根外圈驱动轴（15），外圈驱动轴（15）中间段与外圈轴承（17）内侧面固定安装，外圈轴承（17）外侧面与安装机架（1）的安装孔内侧面固定安装；外圈驱动大齿轮（2）与外圈驱动轴（15）的悬伸端固定相连，外圈驱动电机（4）固定安装在安装机架（1）上，外圈驱动小齿轮（3）固定安装在外圈驱动电机（4）的轴上，并同时保证与外圈驱动大齿轮（2）相啮合；外圈驱动轴（15）安装有外圈角度传感器（16）；中间圈（9）为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称轴心线位置固定安装两根中间圈驱动轴（18），中间圈驱动轴（18）中间段与中间圈轴承（20）内侧面固定安装，中间圈轴承（20）外侧面与外圈（5）另外两平行侧面中间对称轴心线的安装孔内侧面固定安装；中间圈驱动大齿轮（7）与中间圈驱动轴（18）的悬伸端固定相连，中间圈驱动电机（6）固定安装在外圈（5）上，中间圈驱动小齿轮（8）固定安装在中间圈驱动电机（6）的轴上，并同时保证与中间圈驱动大齿轮（7）相啮合；中间圈驱动轴（18）安装有中间圈角度传感器（19）；内圈（13）为正方形框，在两个相互平行的侧面中间对称轴心线位置固定安装两根内圈驱动轴（21），内圈驱动轴（21）中间段与内圈轴承（23）内侧面固定安装，内圈轴承（23）外侧面与中间圈（5）另外两平行侧面中间对称轴心线的安装孔内侧面固定安装；内圈驱动大齿轮（12）与内圈驱动轴（21）的悬伸端固定相连，内圈驱动电机（10）固定安装在中间圈（9）上，内圈驱动小齿轮（11）固定安装在内圈驱动电机（10）的轴上，并同时保证与内圈驱动大齿轮（12）相啮合；内圈驱动轴（21）安装有内圈角度传感器（22）；座椅（14）与座舱（27）固定安装，控制杆（28）固定安装在座椅的前方，确保符合人体工程学的使用要求，座椅（14）、座舱（27）和控制杆（28）一起固定安装在内圈（13）的内部，保持与内圈（13）的正方形面平行；在没有安装齿轮的另一侧的外圈驱动轴（15）和中间圈驱动轴（18）的中心线位置开有中心孔，中心孔内安装有多路电滑环（25）。

2.如权利要求1所述的一种飞行模拟器，其特征在于：在外圈（5）和中间圈（9）上各自安装有平衡块（26）。

3.如权利要求1所述的一种飞行模拟器，其特征在于：所有电机控制线路都布在分线走线槽（24）和总线走线槽（29）内，最终接入计算机控制器（30）的接口内。

4.如权利要求1所述的一种飞行模拟器，其特征在于：所有走线在跨越不同的旋转圈时，均依靠多路电滑环（25）连接通过。

5.如权利要求1所述的一种飞行模拟器，其特征在于：所有电机为大扭力启动电机，控制电路设计为可适应频繁换向启动的控制电路。

6.如权利要求1所述的一种飞行模拟器，其特征在于：所有电机均设有锁死电磁开关。