CN204215596U - 一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及仿真驾驶杆操纵系统领域，具体公开了一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置，包括驾驶杆、连杆、摇臂、伺服电机、减速箱、转接组件、电机驱动器、电机控制器和基板，其中驾驶杆的尺寸、外形及功能接近实装飞机的驾驶杆，提供更真实的操纵手感，将它固定在转接组件上，转接组件用于让驾驶杆能够前后左右独立旋转；减速器用于增加电机输出的力矩，将它固定在伺服电机上，伺服电机能提供摩擦、阻尼、刚性、弹簧四个力，飞行方程将四个力组合起来，再通过连杆输送到驾驶杆上，伺服电机还能检测驾驶杆的实时位置；摇臂用于提供驾驶到电机的传动比，将摇臂固定在减速器上，通过连杆与驾驶杆连接。

Description

一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置

技术领域

本实用新型涉及仿真操纵系统领域，具体涉及了一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置。

背景技术

飞机飞行由俯仰、偏航、横滚控制飞机的飞行姿态，驾驶杆操纵系统在飞机飞行中用以控制俯仰和横滚，俯仰就是控制飞机上下仰角，横滚就是控制飞机水平位置。

随着现代飞机模拟器的迅速发展，人们对飞机模拟的操纵系统突出了越来越多的要求，在以往的飞行模拟器中大部分靠弹簧筒来实现，这种方式很难模拟出飞机在不同状态下，飞行操纵驾驶杆的真实感觉。

实用新型内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置，其目的：模拟飞机真实的操纵感觉，它能瞬时提供给驾驶员更真实的力反馈。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置，包括驾驶杆、连杆、摇臂、伺服电机、减速箱、转接组件、电机驱动器、电机控制器和基板，其中连杆的数量有两根，摇臂、伺服电机、减速箱和电机驱动器的数量均为两个，伺服电机、减速箱、电机驱动器和电机控制器均设置在基板上；

两个伺服电机与两个减速箱分别轴向连接，所述的一个摇臂设置在一个减速箱上，一根连杆的一端通过轴与一个摇臂活动连接，一根连杆的另一端通过轴与驾驶杆的末端活动连接；

转接组件的一端通过轴与驾驶杆的中下部活动连接，且转接组件的另一端通过轴与另一根连杆的一端活动连接；

另一根连杆的另一端通过轴与另一个摇臂活动连接，另一个摇臂设置在另一个减速箱上；

两个电机驱动器均与电机控制器电连接，两个伺服电机分别电机驱动器电连接。

优选的，所述的转接组件包括安装座、轴承、转轴和旋转臂，旋转臂与通过轴与驾驶杆的中下部活动连接，且旋转臂安装在转轴上，转轴转动安装在安装座中，轴承设置在安装座和转轴之间，安装座通过轴与另一根连杆的一端活动连接。

通过上述技术方案，上述方案中的驾驶杆是根据实装飞机的外形1∶1仿制的，将它固定在转接组件上，转接组件用于让驾驶杆能够前后左右独立旋转；减速器用于增加电机输出的力矩，将它固定在伺服电机上，伺服电机能提供摩擦、阻尼、刚性、弹簧四个力，飞行方程将四个力组合起来，再通过连杆输送到驾驶杆上，伺服电机还能检测驾驶杆的实时位置；摇臂用于提供驾驶到电机的传动比，将摇臂固定在减速器上，通过连杆与驾驶杆连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本实用新型所公开的一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置的控制关系图；

图2为本实用新型所公开的一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置的主视示意图；

图3为本实用新型所公开的一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置的俯视示意图；

图4为转接组件的主视示意图；

图5为沿图4的A-A方向的剖视图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、驾驶杆 2、连杆 3、摇臂 4、伺服电机 5、减速箱 6、转接组件 7、电机驱动器 8、电机控制器 9、安装座 10、轴承 11、转轴12、旋转臂 100、基板

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合示意图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图2、图3所、图4和图5示，一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置，包括驾驶杆1、连杆2、摇臂3、伺服电机4、减速箱5、转接组件6、电机驱动器7、电机控制器8和基板100，其中连杆2的数量有两根，摇臂3、伺服电机4、减速箱5和电机驱动器7的数量均为两个，伺服电机4、减速箱5、电机驱动器7和电机控制器8均设置在基板100上，基板100固定住飞行仿真模型上。

两个伺服电机4与两个减速箱5分别轴向连接，一个摇臂3设置在一个减速箱5上，一根连杆2的一端通过轴与一个摇臂3活动连接，一根连杆2的另一端通过轴与驾驶杆1的末端活动连接。

转接组件6的一端通过轴与驾驶杆1的中下部活动连接，且转接组件6的另一端通过轴与另一根连杆2的一端活动连接。

另一根连杆2的另一端通过轴与另一个摇臂3活动连接，另一个摇臂3设置在另一个减速箱5上。

两个电机驱动器7均与电机控制器8电连接，两个伺服电机4分别电机驱动器7电连接。

所述的转接组件6包括安装座9、轴承10、转轴11和旋转臂12，旋转臂12与通过轴与驾驶杆1的中下部活动连接，且旋转臂12安装在转轴11上，转轴11转动安装在安装座9中，轴承10设置在安装座9和转轴11之间，安装座9通过轴与另一根连杆2的一端活动连接。

驾驶杆1固定在转接组件6上，当驾驶杆1前后动时，围绕转接组件6上的轴前后旋转，当驾驶杆1左右动时，转接组件6上的旋转臂12整体旋转，将减速箱5和伺服电机4轴向连接，减速箱5使伺服电机4输出的扭矩增加，然后将摇臂3固定在减速器5上，摇臂3可以决定驾驶杆到电机的传动比，最后通过连杆2将驾驶杆1和摇臂3连接起来，连杆2两端都是外螺纹，一端正牙，一端反牙，可以调节连杆2的长度。最后将伺服电机4驱动线接入电机驱动器7上，将通讯线接入电机控制器8上，电机控制器8给电机驱动器7发命令，用来控制伺服电机4输出的力(输出的力包括刚性、阻尼、弹簧、摩擦四个力)，伺服电机4可以瞬时改变力的大小，给予飞机当前飞行状态下更真实的驾驶感觉。电机驱动器7也能控制伺服电机4转动到某个位置，以实现自动驾驶及飞机的配平等。

如图1所示，驾驶杆1操纵时，通过伺服电机4上的编码器，给电机控制器8发送驾驶杆的当前位置，电机控制器8发送到飞行仿真模型里，飞行仿真模型计算出此时伺服电机4上摩擦、阻尼、刚性、弹簧四个力的大小，将四个力的大小通过电机控制器8发送给电机驱动器7，驱动伺服电机4，以输出至驾驶杆1上。当飞机在配平或者自动驾驶时，飞行仿真模型发送指令给电机控制器8，电机控制器8通过电机驱动器7驱动伺服电机4来控制驾驶杆1。

以上就是一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置的结构特点和作用效果，其优点：模拟飞机飞行姿态下驾驶杆的状态，提高模拟飞行的真实感，减少飞行模拟器开发时的工作量；简化后期的维护、升级工作，制造成本低。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置，其特征在于，包括驾驶杆(1)、连杆(2)、摇臂(3)、伺服电机(4)、减速箱(5)、转接组件(6)、电机驱动器(7)、电机控制器(8)和基板(100)，其中连杆(2)的数量有两根，摇臂(3)、伺服电机(4)、减速箱(5)和电机驱动器(7)的数量均为两个，伺服电机(4)、减速箱(5)、电机驱动器(7)和电机控制器(8)均设置在基板(100)上；

两个伺服电机(4)与两个减速箱(5)分别轴向连接，所述的一个摇臂(3)设置在一个减速箱(5)上，一根连杆(2)的一端通过轴与一个摇臂(3)活动连接，一根连杆(2)的另一端通过轴与驾驶杆(1)的末端活动连接；

转接组件(6)的一端通过轴与驾驶杆(1)的中下部活动连接，且转接组件(6)的另一端通过轴与另一根连杆(2)的一端活动连接；

另一根连杆(2)的另一端通过轴与另一个摇臂(3)活动连接，另一个摇臂(3)设置在另一个减速箱(5)上；

两个电机驱动器(7)均与电机控制器(8)电连接，两个伺服电机(4)分别电机驱动器(7)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种在飞行模拟器中使用的仿真驾驶杆装置，其特征在于，所述的转接组件(6)包括安装座(9)、轴承(10)、转轴(11)和旋转臂(12)，旋转臂(12)与通过轴与驾驶杆(1)的中下部活动连接，且旋转臂(12)安装在转轴(11)上，转轴(11)转动安装在安装座(9)中，轴承(10)设置在安装座(9)和转轴(11)之间，安装座(9)通过轴与另一根连杆(2)的一端活动连接。