CN203811979U - 视景系统成像球幕 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种视景系统成像球幕，球幕壳体由分割的多个球幕单元拼装而成，所述球幕单元（6）周边上间隔排列第一定位孔（9），在与之对接的另一个球幕单元（6）的对接边间隔排列第二定位孔（5）；两块球幕单元（6）对接时，在第一定位孔（9）和第二定位孔（5）之间设置定位销（11），所述定位销（11）的两端分别打入第一定位孔（9）和第二定位孔（5）。本成像球幕的主体结构安装、调试和维护简单。球幕装配后各球幕单元位置更精准，内、外表面组装精度更高；各球幕单元连接紧密，牢固可靠；连接边平整规范；球幕结构方便视景的调试，节省了视景系统的调试时间，降低了球幕安装调试的难度，更有利于球幕成像系统的推广。

Description

视景系统成像球幕

技术领域

本实用新型涉及飞行仿真技术中的投影显示装置，尤其是涉及静态和动态航空飞行模拟器视景显示系统上的成像屏幕，应用于航空飞行模拟器上实像正投视景显示，可扩展应用于相关仿真产品的实像正投视景领域。 

背景技术

目前国内外对于高端飞行模拟器的显示系统采用球幕投影显示。随着球幕的技术和产品的不断发展，球幕成像技术得到了广泛的应用，与其它成像技术相比，球幕投影技术具有其它系统不可比拟的优势。它带给使用者的都是全新的视觉感受。其最大优点是可以得到很大的视场，尤其在垂直方向上具有突出的优势，其半径越大显示图像的立体感和纵深感就越强，图像就更具有真实感，其视野的广阔，能覆盖使用者所有的视角，能给使用者带来身临其境的沉浸感，使球幕显示更能提高训练效果和画面的观赏价值。该技术成熟，易于维护。适用于各种固定翼、旋翼飞机的飞行模拟器，也可用于工业设计、数字城市仿真等相关仿真平台。 

目前国内现有球幕的结构大多采用单层或多层的玻璃钢结构，采用加强筋式或搭接式连接方式，其外观质量差，整体重量大，结构强度低，连接方式定位精度低，现场施工困难，需要辅助安装工具，这样给安装和调试都带来了困难。 

申请号201120039682.9的专利提出了一种视景系统成像球幕，由整体不透光的球冠形状壳体构成，采用经纬式划分方式划分的球幕单 元，内壁上涂覆具有光学性能的内涂层；球幕单元四边具有交叉式凸定位耳和交叉式凹定位耳作为连接定位，球幕单元的外表面周边上均匀间隔式排列在连接凹槽，利用螺栓组件将球幕单元连接组合成成像球幕。这种结构的球幕成像质量不佳，其定位方式造成连接部位不平整，连接方式繁琐，耗费人工，组合时间长，给整个组装调试工作带来困难。 

发明内容

本实用新型的目是提出一种成像球幕的结构，能够极大改善视景成像球幕的平整度，缩短安装调试的时间，是成像更为精准，提高飞行模拟效果。 

为了实现本实用新型的目的，提出下述技术方案： 

一种视景系统成像球幕，该成像球幕为整体不透光的球幕壳体结构，所述球幕壳体由分割的多个球幕单元拼装而成，球幕壳体内壁上涂覆具有光学性能的内涂层，所述球幕单元6周边上间隔排列第一定位孔9，在与之对接的另一个球幕单元6的对接边间隔排列第二定位孔5；两块球幕单元6对接时，在第一定位孔9和第二定位孔5之间设置定位销11，所述定位销11的两端分别打入第一定位孔9和第二定位孔5，使两块球幕单元6对接。 

所述成像球幕还包括锁钩结构，设置在两块对接的球幕单元6之间；所述锁钩结构包括连接螺孔10、第一连接孔13和第二连接孔7、定位螺栓12和连接卡勾8；其中，所述连接螺孔10设置在两块对接球幕单元6的对接边的其中一个边，所述第一连接孔13和第二连接孔7设置在对应的另一边；所述连接螺孔10和第一连接孔13的方向在球幕单元6的水平方向，所述第二连接孔7与球幕单元6垂直；所述第二连接孔7的半径比第一连接孔13大，而且相互连通；所述定位螺栓12一端固定在连接螺孔10上，另一端插入所述连接卡勾8，将两块对接的球幕单元6锁定。 

所述定位螺栓12一端为螺杆14和平台21，另一端是螺帽16，平台21和螺帽16之间为相对凹陷的定位槽15，平台21的直径比螺帽16大；所述连接卡勾8为中空的圆柱体结构，侧面开有滑动槽17和开口19，所述开口19是圆孔或方形孔，其大小允许螺帽16插入，但是将平台21挡在外。 

所述连接卡勾8的外表面设置凹槽18，所述连接卡勾8与所述第二连接孔7的形成配合，使所述连接卡勾8通过凹槽18在第二连接孔7内转动。 

所述滑动槽17的侧壁20的壁厚由所述开口19往上逐渐加厚，使连接卡勾8和定位螺栓12之间的锁紧力随滑动槽17的转动逐渐加大，将所述定位螺栓12牢固锁定。 

所述成像球幕的半径为：R2＝R1/2+R3/2，其中，R1影像投射装置2的投射半径；R3是模拟驾驶员4的位置为圆心到正前方投射面的距离。 

本实用新型的有意效果是： 

球幕的主体结构安装、调试和维护简单，降低系统搭建的时间。球幕的各个单元通过连接能组装呈球冠形、球带形或半球形的形状。由于其组装性强，适用于各种飞行模拟器的视场角度。 

球幕的定位方式使球幕装配后各球幕单元位置更精准，内、外表面组装精度更高；各球幕单元连接紧密，牢固可靠；连接边平整规范； 

球幕单元的连接方式增强了球幕的结构整体强度，使该结构在重力加速度下仍然能够保持良好的整体性能，静态的飞行模拟器上和动态飞行模拟器； 

球幕结构方便视景的调试，节省了视景系统的调试时间，降低了球幕安装调试的难度，更有利于球幕成像系统的推广。 

附图说明

图1是本实用新型成像球幕结构示意图； 

图2是球幕半径设计示意图； 

图3是球幕单元连接结构示意图； 

图4是连接装置示意图。 

图中， 

1球幕壳体、2影像投射装置、3定位点、4模拟驾驶员、5第二定位孔、6球幕单元、7第二连接孔、8连接卡勾、9第一定位孔、10连接螺孔、11定位销、12定位螺栓、13第一连接孔、14螺杆、15定位槽、16螺帽、17滑动槽、18凹槽、19开口20、滑动槽侧壁、21平台。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。 

图1是本实用新型成像球幕结构示意图；该成像球幕采用了分块化的拼装式结构。将球幕壳体1分割成多个的球幕单元6；球幕壳体1的前方设置影像投射装置2，影像投射装置2的后面是模拟驾驶员4的位置。影像投射装置2将模拟影像投射到球幕上。如图1所示，影像投射装置2和模拟驾驶员4因为二者均需占用一定的空间位置，因此，为了模拟影像投射效果，影像投射装置2的最佳位置应当放置在球幕所在球体的球心处；但是，由于模拟驾驶员4的位置偏离球心，观察到的投影会产生变形，影响模拟训练效果。如果将模拟驾驶员4的位置放置在球幕所在球体的球心处；由于影像投射装置2的位置偏离球心，向各个球幕单元6投射的影像会产生变形，同样影响模拟训练效果。 

鉴于此，本实用新型对球幕半径进行优化设计，图2是球幕半径设计示意图；本实用新型采用的设计思路是将影像投射装置2所在的位置 为圆心，根据设备和场地以及放大倍数的设计要求，确定投射半径R1；模拟驾驶员4的位置为圆心，与正前方投射面的距离获得半径R3，将R1和R3的算术平均值R2＝R1/2+R3/2为球幕壳体1的球半径。以R2为半径的球幕壳体1平衡兼顾了影像投射装置2和模拟驾驶员4的要求，获得最佳的使用效果。 

球幕单元6采用一种既能使拼接后的球幕壳体1平整光滑，投影效果好，而且还能确保拼接结构牢固锁紧，能够同时满足静态的飞行模拟器和动态飞行模拟器的要求。其拼接结构如图3所示，在球幕单元6周边上间隔排列第一定位孔9和连接螺孔10，在预定对接的球幕单元6的对接边间隔排列第二定位孔5和第一连接孔13；两块球幕单元6对接时，使用一个定位销11，定位销11两端分别打入第一定位孔9和第二定位孔5，定位销11的精准定位使两块球幕单元6对接后，确保球幕表面平整光滑。 

两块球幕单元6的固接使用的是本实用新型所设计的锁钩结构。在两块对接的球幕单元6的对接边，其中一个边设有连接螺孔10，对应的边设置第一连接孔13和第二连接孔7，连接螺孔10和第一连接孔13的方向在球幕单元6的水平方向，第二连接孔7与球幕单元6垂直；第一连接孔13与第二连接孔7相互连通，而且第二连接孔7的半径比第一连接孔13大。 

锁钩结构的采用图4所示的连接装置。该装置包括定位螺栓12和连接卡勾8；定位螺栓12一端为螺杆14和平台21，另一端是螺帽16，平台21的直径比螺帽16大，平台21和螺帽16之间为相对凹陷的定位槽15。连接卡勾8为中空的圆柱体结构，侧面开有滑动槽17和开口19，开口19可以是圆孔或方形孔，其大小介于螺帽16和平台21之间，开 口19允许螺帽16插入，但是将平台21挡在外；连接卡勾8顶端的外表面设置凹槽18。连接卡勾8的圆柱体与第二连接孔7的形成一定的配合，通过凹槽18使连接卡勾8在可以第二连接孔7内转动。 

球幕单元6连接时，连接卡勾8放入第二连接孔7，转动连接卡勾8使开口19对准第一连接孔13，然后将定位螺栓12的螺杆14拧入连接螺孔10固定，定位螺栓12的另一端插入第一连接孔13，螺帽16插入开口19，平台21被挡在壳外，定位槽15对准滑动槽17。如图所示，利用凹槽18逆时针转动连接卡勾8，滑动槽17的转动使定位螺栓12卡在中空的圆柱体空腔内。滑动槽侧壁20的壁厚由开口19向上逐渐加厚，连接卡勾8和定位螺栓12之间的锁紧力随之加大，使定位螺栓12被牢固锁定。 

以上述相同的方式将各个球幕单元6连接起来，球幕整体安装之后，内表面接缝处因为定位准确，平滑，无需进行表面处理，即可在内表面喷覆具有光学性能的涂料反光层。 

本实用新型视景显示系统成像球幕可以是球壳形、半球形或球带形结构，在飞行模拟器中，各类机型的模拟器要求的显示系统的视场角不同，各球幕单元可在模具的配合下灵活的拼接成不同角度的球幕屏幕，也可和其它的结构安装在一块，可在球幕上开口、安装其它设备。 

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种视景系统成像球幕，该成像球幕为整体不透光的球幕壳体结构，所述球幕壳体由分割的多个球幕单元拼装而成，球幕壳体内壁上涂覆具有光学性能的内涂层，其特征在于，所述球幕单元（6）周边上间隔排列第一定位孔（9），在与之对接的另一个球幕单元（6）的对接边间隔排列第二定位孔（5）；两块球幕单元（6）对接时，在第一定位孔（9）和第二定位孔（5）之间设置定位销（11），所述定位销（11）的两端分别打入第一定位孔（9）和第二定位孔（5）。

2. 根据权利要求1所述的视景系统成像球幕，其特征在于：所述成像球幕还包括锁钩结构，设置在两块对接的球幕单元（6）之间；所述锁钩结构包括连接螺孔（10）、第一连接孔（13）和第二连接孔（7）、定位螺栓（12）和连接卡勾（8）；其中，所述连接螺孔（10）设置在两块对接球幕单元（6）的对接边的其中一个边，所述第一连接孔（13）和第二连接孔（7）设置在对应的另一边；所述连接螺孔（10）和第一连接孔（13）的方向在球幕单元（6）的水平方向，所述第二连接孔（7）与球幕单元（6）垂直；所述第二连接孔（7）的半径比第一连接孔（13）大，而且相互连通；所述定位螺栓（12）一端固定在连接螺孔（10）上，另一端插入所述连接卡勾（8），将两块对接的球幕单元（6）锁定。

3.根据权利要求2所述的视景系统成像球幕，其特征在于：所述定位螺栓（12）一端为螺杆（14）和平台（21），另一端是螺帽（16），平台（21）和螺帽（16）之间为相对凹陷的定位槽（15），平台（21）的直径比螺帽（16）大；所述连接卡勾（8）为中空的圆柱体结构，侧面开有滑动槽（17）和开口（19），所述开口（19）是圆孔或方形孔，其大小允许螺帽（16）插入，但是将平台（21）挡在外。

4.根据权利要求3所述的视景系统成像球幕，其特征在于：所述连接卡勾（8）的外表面设置凹槽（18），所述连接卡勾（8）与所述第二连接孔（7）的形成配合，使所述连接卡勾（8）通过凹槽（18）在第二连接孔（7）内转动。

5.根据权利要求4所述的视景系统成像球幕，其特征在于：所述滑动槽（17）的侧壁（20）的壁厚由所述开口（19）往上逐渐加厚，使连接卡勾（8）和定位螺栓（12） 之间的锁紧力随滑动槽（17）的转动逐渐加大，将所述定位螺栓（12）牢固锁定。

6.根据权利要求4所述的视景系统成像球幕，其特征在于：所述成像球幕的半径R2为：R2= R1/2+R3/2，其中，R1影像投射装置（2）的投射半径；R3是模拟驾驶员（4）的位置为圆心到正前方投射面的距离。