CN106601070A - 一种飞行器侧杆模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器侧杆模拟装置，包括：操纵杆安装于X向运动座上，X向运动座与Y向运动座相连，且操纵杆带动X向运动座相对于Y向运动座在X方向上摆动，操纵杆和/或X向运动座带动X向阻尼装置的运动部做X方向的阻尼运动，X向转动传感器检测操纵杆的X向转动角度；Y向运动座与固定支撑架相连，且操纵杆通过X向运动座带动Y向运动座相对于固定支撑架在Y方向上摆动，Y向运动座带动Y向阻尼装置的运动部做Y方向的阻尼运动，Y向转动传感器检测操纵杆的Y向转动角度。本发明由X向运动座、Y向运动座、固定支撑架的相对运动连接实现X、Y方向摆动的传动检测和仿真体验，实现整个平面上的自由摆动，完整检测手柄操作动态特征。

Description

一种飞行器侧杆模拟装置

技术领域

本发明涉及航空模拟器领域，具体地，涉及一种飞行器侧杆模拟装置。

背景技术

目前，我国航空运输已进入到了一个新的发展阶段，新形势、新情况对我国的航空运输安全保障能力，包括设备的运行状况、保障手段和运行效率等方面都提出来了越来越高的要求。因此，认真学习航空安全知识和管理方法，提高全员素质，从整体提高安全管理水平已经成为摆在我们面前越来越现实的问题。模拟飞行运动有很强的适用性和普及性，它运用电脑和网络传播航空知识和飞行驾驶技能，以及学习机械、物理、数学、通信、气象、地理、历史、英语、无线电等其他各类知识，既降低了成本，又保证了充裕的培训时间，同时通过三维演示，使航空理论和飞行技术更加易学、易懂、易操作，提高了在现实中参与真实飞行的效率和成功率。

飞机侧杆驾驶装置又称侧杆控制器、侧杆手控制器或侧臂飞行控制器、上肢操纵器等，有时也简称侧杆，它是传统中央驾驶杆的偏置和改进。也有人称之为侧驾驶杆、座侧驾驶杆或侧位驾驶杆等。在模拟飞行运动或飞行员培训中，如何提高模拟装置的真实性、提高模拟装置的稳定性都是目前的研发趋势。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种飞行器侧杆模拟装置。

根据本发明提供的一种飞行器侧杆模拟装置，包括：操纵杆、X向运动座、X向转动传感器、X向阻尼装置、Y向运动座、Y向转动传感器、Y向阻尼装置、固定支撑架；

所述操纵杆安装于所述X向运动座上，所述X向运动座与所述Y向运动座相连，且所述操纵杆带动所述X向运动座相对于所述Y向运动座在X方向上摆动，所述操纵杆和/或X向运动座带动所述X向阻尼装置的运动部做X方向的阻尼运动，所述X向转动传感器检测所述操纵杆的X向转动角度；

所述Y向运动座与所述固定支撑架相连，且所述操纵杆通过所述X向运动座带动所述Y向运动座相对于所述固定支撑架在Y方向上摆动，所述Y向运动座带动所述Y向阻尼装置的运动部做Y方向的阻尼运动，所述Y向转动传感器检测所述所述操纵杆的Y向转动角度。

作为一种优化方案，所述X向阻尼装置包括运动部和固定部；所述运动部与所述操纵杆和/或X向运动座连接，所述固定部与所述Y向运动座连接，所述操纵杆和/或X向运动座带动所述X向阻尼装置的运动部相对于所述固定部做X方向的阻尼运动。

作为一种优化方案，所述Y向阻尼装置的结构与所述X向阻尼装置的结构相同；所述Y向阻尼装置的运动部与所述Y向运动座连接，固定部与所述固定支撑架连接；所述操纵杆通过所述Y向运动座带动所述Y向阻尼装置的运动部相对于所述固定部做Y方向的阻尼运动。

作为一种优化方案，所述运动部包括摆动杆，所述固定部包括弹性件、限位槽；

所述弹性件的一端由所述限位槽限位，另一端与所述摆动杆连接，所述操纵杆带动所述摆动杆沿所述限位槽来回伸缩所述弹性件。

作为一种优化方案，所述弹性件包括弹簧，或压力汽缸，或弹性橡胶。

作为一种优化方案，所述Y向运动座上还设置有第一固定齿；所述X向运动座上还设置有与所述第一固定齿对应啮合的1号转动齿轮，所述1号转动齿轮与X向转动传感器同轴连接；

所述操纵杆通过所述X向运动座带动所述1号转动齿轮相对于所述第一固定齿进行X向运动，所述第一固定齿带动所述1号转动齿轮转动，所述X向转动传感器通过与所述1号转动齿轮的同轴连接而检测所述操纵杆的X向转动角度。

作为一种优化方案，所述Y向运动座上还设置有第二固定齿；所述固定支撑架上还设置有与所述第二固定齿对应啮合的2号转动齿轮，所述2号转动齿轮与Y向转动传感器同轴连接；

所述操纵杆通过所述Y向运动座带动所述第二固定齿相对于所述2号转动齿轮进行Y向运动，所述第二固定齿带动所述2号转动齿轮转动，所述Y向转动传感器通过与所述2号转动齿轮的同轴连接而检测所述操纵杆的Y向转动角度。

作为一种优化方案，所述X向运动座通过1号转轴与所述Y向运动座相连，所述1号转轴设置为沿Y向延伸且与所述Y向运动座转动连接。

作为一种优化方案，所述Y向运动座通过2号转轴与所述固定支撑架相连，所述2号转轴设置为沿X向延伸且与所述Y向运动座转动连接。

作为一种优化方案，还包括上盖板、柔性防尘罩、操作手柄；

所述固定支撑架安装于所述上盖板下，且所述操纵杆伸出所述上盖板；所述操作手柄套设于所述操纵杆远离所述上盖板的一端，所述柔性防尘罩连接于所述上盖板与所述操作手柄之间而覆盖所述操作手柄与上盖板之间的运动空隙。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明由X向运动座、Y向运动座、固定支撑架的相对运动连接实现X、Y方向摆动的传动检测和仿真体验，能够实现整个平面上的自由摆动，进而完整地检测到手柄操作动态特征。

本发明通过1号转轴与第一固定齿的配合、2号转轴与第二固定齿的配合实现侧杆动作的精确获取。

本发明结构紧凑，且由齿轮传动能够使得整个模拟结构获得高精度、准确和稳定的优势。

阻尼装置采用模块化结构，结构简单、灵活通用，且X向阻尼装置与Y向阻尼装置结构相同，便于备用更换。阻尼装置以弹簧作为阻尼供应部件，易于更换，且本发明中的阻尼装置结构简单易于拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是一种飞行器侧杆模拟装置的整体结构示意图；

图2是一种飞行器侧杆模拟装置的侧杆前后摆动机构示意图；

图3是一种飞行器侧杆模拟装置的侧杆左右摆动机构示意图；

图4是阻尼装置结构示意图。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明提供的一种飞行器侧杆模拟装置的实施例中，如图1-3所示，包括：操纵杆6、X向运动座13、X向转动传感器15、X向阻尼装置12、Y向运动座14、Y向转动传感器20、Y向阻尼装置22、固定支撑架7；

所述操纵杆6安装于所述X向运动座13上，所述X向运动座13与所述Y向运动座14相连，且所述操纵杆6带动所述X向运动座13相对于所述Y向运动座14在X方向上摆动，所述操纵杆6和/或X向运动座13带动所述X向阻尼装置12的运动部做X方向的阻尼运动，所述X向转动传感器15检测所述操纵杆6的X向转动角度；

所述Y向运动座与所述固定支撑架7相连，且所述操纵杆6通过所述X向运动座13带动所述Y向运动座14相对于所述固定支撑架7在Y方向上摆动，所述Y向运动座14带动所述Y向阻尼装置22的运动部做Y方向的阻尼运动，所述Y向转动传感器20检测所述所述操纵杆6的Y向转动角度。

本发明以X向运动座13、Y向运动座14、固定支撑架7的相对运动而实现了操纵杆6在任意角度摆动的运动，进而通过X向阻尼装置12、Y向阻尼装置22实现对实际操作的模拟，本发明中所述X方向上摆动、X方向上摆动并不是指所述操纵杆6仅能在两个方向进行运动，由于X向运动座13是安装在Y向运动座14上的，Y向运动座14又是安装在固定支撑架7上的，因此能够灵活地模拟出任意方向摆动的效果，进而能够完全仿真飞行器侧杆运动特征。

作为可选的一种实施例，X方向可以对应配置为侧杆前后方向摆动，Y方向可以对应配置为侧杆左右方向上的摆动。同时前后摆动与左右摆动机构中的传感器信号结合能够准确检测侧杆运动状态。

作为一种可选实施例，所述X向阻尼装置12包括运动部和固定部；所述运动部与所述操纵杆6和/或X向运动座13连接，所述固定部与所述Y向运动座14连接，所述操纵杆6和/或X向运动座13带动所述X向阻尼装置12的运动部相对于所述固定部做X方向的阻尼运动。

作为一种可选实施例，所述Y向阻尼装置22的结构与所述X向阻尼装置12的结构相同；所述Y向阻尼装置22的运动部与所述Y向运动座14连接，固定部与所述固定支撑架7连接；所述操纵杆6通过所述Y向运动座14带动所述Y向阻尼装置22的运动部相对于所述固定部做Y方向的阻尼运动。

作为一种可选实施例，所述运动部包括摆动杆，所述固定部包括弹性件、限位槽；

所述弹性件的一端由所述限位槽限位，另一端与所述摆动杆连接，所述操纵杆6带动所述摆动杆沿所述限位槽来回伸缩所述弹性件。

作为一种可选实施例，所述弹性件包括弹簧，或压力汽缸，或弹性橡胶。

本发明中的阻尼装置不限于图4所示的弹簧阻尼器，阻尼装置易于拆卸可以换装成液压阻尼装置、摩擦阻尼装置等。本发明阻尼装置模块化便于拆卸和更换，可以更换为其他原理的阻尼装置，这也是本发明的一个有益效果。

作为一种可选实施例可参见图4，其主要由摆杆、顶端开槽的外壳、两个弹簧、弹簧挡片组成，所述外壳形成容置所述弹簧的凹槽，且两侧由所述弹簧挡片对弹簧限位，所述两个弹簧相对设置，摆杆连接于两个弹簧之间，摆杆来回移动而压缩其中一个弹簧、拉伸另一个弹簧，由此实现阻尼运动。

作为一种可选实施例，所述Y向运动座14上还设置有第一固定齿；所述X向运动座13上还设置有与所述第一固定齿对应啮合的1号转动齿轮，所述1号转动齿轮与X向转动传感器15同轴连接；

所述操纵杆6通过所述X向运动座13带动所述1号转动齿轮相对于所述第一固定齿进行X向运动，所述第一固定齿带动所述1号转动齿轮转动，所述X向转动传感器15通过与所述1号转动齿轮的同轴连接而检测所述操纵杆6的X向转动角度。

作为一种可选实施例，所述Y向运动座14上还设置有第二固定齿；所述固定支撑架7上还设置有与所述第二固定齿对应啮合的2号转动齿轮，所述2号转动齿轮与Y向转动传感器20同轴连接；

所述操纵杆6通过所述Y向运动座14带动所述第二固定齿相对于所述2号转动齿轮进行Y向运动，所述第二固定齿带动所述2号转动齿轮转动，所述Y向转动传感器20通过与所述2号转动齿轮的同轴连接而检测所述操纵杆6的Y向转动角度。

作为一种可选实施例，所述X向运动座13通过1号转轴与所述Y向运动座14相连，所述1号转轴设置为沿Y向延伸且与所述Y向运动座14转动连接。

作为一种可选实施例，所述Y向运动座通过2号转轴与所述固定支撑架7相连，所述2号转轴设置为沿X向延伸且与所述Y向运动座14转动连接。

作为一种可选实施例，还包括上盖板、柔性防尘罩、操作手柄；

所述固定支撑架7安装于所述上盖板下，且所述操纵杆6伸出所述上盖板；所述操作手柄套设于所述操纵杆6远离所述上盖板的一端，所述柔性防尘罩连接于所述上盖板与所述操作手柄之间而覆盖所述操作手柄与上盖板之间的运动空隙。上盖板、柔性防尘罩、操作手柄都是采用与实际飞行器一比一的结构设计，使得整个模拟装置完全与真实侧杆结构外观一致。

以下为如图1-3所示的一种可选实施例的详细描述：

如图1所示的一种飞行器侧杆模拟装置可用于包括空客等采用侧杆操控的机型模拟上。见图1，该装置包括操纵手柄1、柔性防尘罩2、上盖板3、侧杆前后摆动机构4、侧杆左右摆动机构5。

如图2所示的，固定支撑架7固定在上盖板3上，Y向运动座14固定连接在固定支撑架7上。操纵手柄1固定安装在操纵杆6上，操纵杆6与1号摆杆11上下固定在X向运动座13上，X向运动座13通过1号转轴10的转动副配合而与Y向运动座14转动连接，1号摆动杆11固定在X向运动座13之下。X向运动座13与Y向运动座14之间保留一定的相对运动间隙，作为运动部的1号摆动杆11的末端伸入弹簧阻尼装置12的弹簧夹缝中，可以在阻尼装置12中左右摆动，阻尼装置12的底座或固定部通过一连接件固定在Y向运动座14上。1号转动齿轮8与前后摆动位置传感器15固联，1号转动齿轮与前后摆动位置传感器15同轴安装在X向运动座13上，1号转动齿轮8与第一固定齿9啮合，第一固定齿固设在Y向运动座14上。

图2所述部件形成模拟装置前后方向摆动机构4，当操纵杆1前后摆动时，X向运动座13绕1号转轴10转动，同时带动1号转动齿轮8与第一固定齿相对运动，1号转动齿轮带动前后摆动位置传感器15转动而输出X向位置信号。1号摆动杆11在阻尼装置12中摆动，由阻尼装置12中的弹簧对1号摆动杆11产生阻尼，模拟飞行器操纵杆运动。

如图3所示，阻尼装置22作为固定部的底座固定于所述固定支撑架7上，作为运动部的2号摆动杆16固定连接在Y向运动座14上。2号转轴21转动连接在固定支撑架7上，可选为轴承连接；Y向运动座14与2号转轴21则固定连接，由此实现Y向运动座14与固定支撑架7之间的相对转动连接。或，Y向运动座14与2号转轴21转动副连接，2号转轴21转动固定连接在固定支撑架7上，同样实现Y向运动座14与固定支撑架7之间的相对转动连接。第二固定齿18固定安装在Y向运动座14上，2号转动齿轮19与左右摆动位置传感器20固定连接，2号转动齿轮19与左右摆动位置传感器20同轴固定安装在固定支撑架7上，第二固定齿与2号转动齿轮19啮合，2号摆杆16末端伸入阻尼装置12的固定部的弹簧夹缝中，可以在阻尼装置12中左右摆动。

上述部件组成了模拟装置左右方向摆动机构5，当操纵杆1Y向摆动，即左右摆动时，1号转轴无旋转，X向运动座13带动Y向运动座14绕2号转轴21转动，同时带动第二固定齿18与2号转动齿轮19啮合运动。2号转动齿轮转动带动左右方向摆动传感器20运动，输出位置信号，2号摆杆16在阻尼装置12的固定部中来回摆动，阻尼装置12固定部中的弹簧对2号摆动杆产生阻尼，模拟飞行器操纵杆运动。

此外前后方向摆动机构4与左右方向摆动机构5相互配合能够实现操纵杆除前后左右方向外任意方向的摆动，两者相互配合能够实现对飞行器操纵杆摆动的运动模拟，并通过相应的传感器实现位置信号的反馈。

所述的阻尼装置12、22的结构可选地如图4所示，阻尼装置固定部的外壳由两块弹簧挡片25和外罩23组成，阻尼装置内置两根弹簧24。摆杆11、16用于与弹簧配合的一端为T形头，T形头的两侧分支套装在两根弹簧中形成滑动轴26。两根弹簧滑动轴26分别与两块弹簧套接并在压缩一侧弹簧时可选地从弹簧挡片25的中心通孔伸出。当摆杆摆动时能够推动弹簧滑动轴26左右在阻尼装置固定部的弹簧容置腔或容置槽内移动，弹簧滑动轴压缩弹簧形成阻尼。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，包括：操纵杆、X向运动座、X向转动传感器、X向阻尼装置、Y向运动座、Y向转动传感器、Y向阻尼装置、固定支撑架；

所述操纵杆安装于所述X向运动座上，所述X向运动座与所述Y向运动座相连，且所述操纵杆带动所述X向运动座相对于所述Y向运动座在X方向上摆动，所述操纵杆和/或X向运动座带动所述X向阻尼装置的运动部做X方向的阻尼运动，所述X向转动传感器检测所述操纵杆的X向转动角度；

所述Y向运动座与所述固定支撑架相连，且所述操纵杆通过所述X向运动座带动所述Y向运动座相对于所述固定支撑架在Y方向上摆动，所述Y向运动座带动所述Y向阻尼装置的运动部做Y方向的阻尼运动，所述Y向转动传感器检测所述所述操纵杆的Y向转动角度。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述X向阻尼装置包括运动部和固定部；所述运动部与所述操纵杆和/或X向运动座连接，所述固定部与所述Y向运动座连接，所述操纵杆和/或X向运动座带动所述X向阻尼装置的运动部相对于所述固定部做X方向的阻尼运动。

3.根据权利要求2所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述Y向阻尼装置的结构与所述X向阻尼装置的结构相同；所述Y向阻尼装置的运动部与所述Y向运动座连接，固定部与所述固定支撑架连接；所述操纵杆通过所述Y向运动座带动所述Y向阻尼装置的运动部相对于所述固定部做Y方向的阻尼运动。

4.根据权利要求2或3所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述运动部包括摆动杆，所述固定部包括弹性件、限位槽；

所述弹性件的一端由所述限位槽限位，另一端与所述摆动杆连接，所述操纵杆带动所述摆动杆沿所述限位槽来回伸缩所述弹性件。

5.根据权利要求4所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述弹性件包括弹簧，或压力汽缸，或弹性橡胶。

6.根据权利要求1所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述Y向运动座上还设置有第一固定齿；所述X向运动座上还设置有与所述第一固定齿对应啮合的1号转动齿轮，所述1号转动齿轮与X向转动传感器同轴连接；

所述操纵杆通过所述X向运动座带动所述1号转动齿轮相对于所述第一固定齿进行X向运动，所述第一固定齿带动所述1号转动齿轮转动，所述X向转动传感器通过与所述1号转动齿轮的同轴连接而检测所述操纵杆的X向转动角度。

7.根据权利要求1所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述Y向运动座上还设置有第二固定齿；所述固定支撑架上还设置有与所述第二固定齿对应啮合的2号转动齿轮，所述2号转动齿轮与Y向转动传感器同轴连接；

所述操纵杆通过所述Y向运动座带动所述第二固定齿相对于所述2号转动齿轮进行Y向运动，所述第二固定齿带动所述2号转动齿轮转动，所述Y向转动传感器通过与所述2号转动齿轮的同轴连接而检测所述操纵杆的Y向转动角度。

8.根据权利要求1所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述X向运动座通过1号转轴与所述Y向运动座相连，所述1号转轴设置为沿Y向延伸且与所述Y向运动座转动连接。

9.根据权利要求1或8所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，所述Y向运动座通过2号转轴与所述固定支撑架相连，所述2号转轴设置为沿X向延伸且与所述Y向运动座转动连接。

10.根据权利要求1所述的一种飞行器侧杆模拟装置，其特征在于，还包括上盖板、柔性防尘罩、操作手柄；

所述固定支撑架安装于所述上盖板下，且所述操纵杆伸出所述上盖板；所述操作手柄套设于所述操纵杆远离所述上盖板的一端，所述柔性防尘罩连接于所述上盖板与所述操作手柄之间而覆盖所述操作手柄与上盖板之间的运动空隙。