CN206975863U - 一种脚蹬 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脚蹬，它包括基座壳体装置、脚踏连接系统、数据采集系统、采集卡、I/O计算机处理系统和用于驱动的伺服电机系统；所述的基座壳体装置包括底板、边缘壳体和中央壳体；所述的脚踏连接系统包括左踏板、踏板转轴、脚蹬转轴、左右连接轴杆、传动板、限位杆、左右限位卡板和右踏板，左踏板与踏板转轴配合安装，踏板转轴的轴端与脚蹬转轴的一个轴端相互垂直连接；所述的数据采集系统包括刹车板、电位器支板和电位器，刹车板的边缘处开设有锯齿，电位器支板上固定设置有齿轮，齿轮和锯齿啮合；所述的采集卡与电位器连接。本实用新型解决了传统脚蹬采集精度低、脚踏位置难以调节的问题，具有采集精度高、结构精简、实用性强的优点。

Description

一种脚蹬

技术领域

本实用新型涉及模拟飞行座舱系统中脚蹬设计的技术领域，具体是一种脚蹬。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成的模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真环境，并使用户沉浸到该环境中。

目前，模拟飞行座舱系统由座舱操作系统、HUD系统两个子系统组成，其中座舱操作系统主要由驾驶杆、脚蹬、油门操纵杆、前轮转弯手轮、顶控板、顶控板安装支架、后电子板以及配套的IO采集系统组成，HUD系统主要由HUD主体、HUD安装支架等组成。而在模拟飞行的座舱内，座舱的内部主要由内部操作系统和人机操作界面组成，在内部操作系统上采集的各种开关信号、模拟信号和控制信号主要由I/O采集板卡负责处理，而I/O采集板卡又将信号传输到I/O计算机，然后I/O计算机通过以太网把相关数据发送给其它处理系统。内部操作系统中的脚蹬内的电位器主要用于采集用户的位置信息，并将采集的信号实时发送到I/O计算机。

脚蹬作为模拟飞行座舱系统的操作系统和重要的部件之一，其结构的复杂程度、功能的多少以及其造价消耗的多少都是影响其普及使用的重要因素。现有的一些脚蹬结构复杂，造价昂贵，功能受到一定限制，而且其上的电位器经常无法精确地采集与用户机械位置相对应的电压值，从而无法为I/O计算机提供准确的反馈信号，造成I/O计算机和HUD系统的模拟功能失灵、失真，因此不利于推广采用；而且许多现有的脚蹬还存在的一个重要问题是无法调节脚踏的相对位置，这种脚蹬的脚踏的位置无法调整，难以适用于不同的人的操作使用。因此，如何设计出一种能够解决上述技术问题的脚蹬是依然是一项重要的研究课题，此外还应具备有不同于现有技术的相关优势，例如：结构精简、造价低、可普及使用等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构精简、造价低、采集精度高、可调节脚踏的相对位置的脚蹬。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种脚蹬，它包括基座壳体装置、脚踏连接系统、数据采集系统、采集卡、I/O计算机处理系统和用于驱动的伺服电机系统；所述的基座壳体装置包括底板、边缘壳体和中央壳体，两块边缘壳体分别盖合在底板的左右两边部分，中央壳体盖合在底板的中间部分，底板的中央位置设置有矩形的安装座；所述的脚踏连接系统包括左踏板、踏板转轴、脚蹬转轴、左右连接轴杆、传动板、限位杆、左右限位卡板和右踏板，左踏板与踏板转轴配合安装，踏板转轴的轴端与脚蹬转轴的一个轴端相互垂直连接，传动板的一端铰接在脚蹬转轴的中部位置，传动板的另一端与左右限位卡板铰接，右踏板的安装和连接情况和左踏板相同，左右连接轴杆穿过安装座上的轴孔安装在安装座上，左右连接轴杆的两端分别与左右两边的两个脚蹬转轴的另一个轴端连接；所述的数据采集系统包括刹车板、电位器支板和电位器，刹车板的边缘处开设有锯齿，电位器支板上固定设置有齿轮，电位器固定安装在电位器支板上且位于齿轮的下方，齿轮和锯齿啮合，刹车板铰接在左右连接轴杆的轴端上，电位器支板固定安装在底板上；所述的采集卡安装在底板的中部位置，采集卡与电位器连接的同时也与I/O计算机处理系统连接（参照附图1所示的数据交换关系图）。

进一步地，所述的伺服电机系统包括伺服电机、旋转杆、一段传动杆、二段传动杆，旋转杆的一端固定在伺服电机的转轴上，旋转杆的另一端与一段传动杆铰接，一段传动杆与二段传动杆铰接，二段传动杆与左右限位卡板的中部连接。

进一步地，所述的底板的底面上设置用于支撑和移动的滚轮。

进一步地，所述的底板的上表面上设置有多个圆柱杆，边缘壳体通过圆柱杆与底板盖合牢固。

进一步地，所述的采集卡包含有自动采集数据单元和自动数据收发单元。

进一步地，所述的电位器支板与底板之间压缩有弹簧装置。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型解决了传统的脚蹬采集精度低、脚踏位置难以调节的技术问题，具有较高的采集精度以及实现了脚踏前后相对位置的调整。

2、本实用新型所述的一种脚蹬的整体结构与传统的脚蹬相比，具有结构更加精简、制造成本低、加工方便、实用性强、应用前景广泛的优点。

附图说明

图1 为座舱机架组件内部系统数据交换关系图；

图2 为本实用新型所述的一种脚蹬的外观结构示意图；

图3 为本实用新型所述的一种脚蹬的内部结构示意图；

图4 为本实用新型所述的数据采集系统（图2中方框A内）的放大视图；

图5 为本实用新型所述的一种脚蹬的后视示意图；

图中，1-底板，2-边缘壳体，3-中央壳体，4-安装座，5-左踏板，6-踏板转轴，7-脚蹬转轴，8-左右连接轴杆，9-刹车板，10-电位器支板，11-齿轮，12-电位器，13-传动板，14-限位杆，15-右踏板，16-左右限位卡板，17-伺服电机，18-旋转杆，19-一段传动杆，20-二段传动杆，21-采集卡，22-圆柱杆，23-锯齿，24-滚轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图1~图5所示，一种脚蹬，它包括基座壳体装置、脚踏连接系统、数据采集系统、采集卡21、I/O计算机处理系统和用于驱动的伺服电机系统；所述的基座壳体装置包括底板1、边缘壳体2和中央壳体3，两块边缘壳体2分别盖合在底板1的左右两边部分，中央壳体3盖合在底板1的中间部分，底板1的中央位置设置有矩形的安装座4；所述的脚踏连接系统包括左踏板5、踏板转轴6、脚蹬转轴7、左右连接轴杆8、传动板13、限位杆14、左右限位卡板16和右踏板15，左踏板5与踏板转轴6配合安装，踏板转轴6的轴端与脚蹬转轴7的一个轴端相互垂直连接，传动板13的一端铰接在脚蹬转轴7的中部位置，传动板13的另一端与左右限位卡板16铰接，右踏板15的安装和连接情况和左踏板5相同，左右连接轴杆8穿过安装座4上的轴孔安装在安装座4上，左右连接轴杆8的两端分别与左右两边的两个脚蹬转轴7的另一个轴端连接；所述的数据采集系统包括刹车板9、电位器支板10和电位器12，刹车板9的边缘处开设有锯齿23，电位器支板10上固定设置有齿轮11，电位器12固定安装在电位器支板10上且位于齿轮11的下方，齿轮11和锯齿23啮合，刹车板9铰接在左右连接轴杆8的轴端上，电位器支板10固定安装在底板1上；所述的采集卡21安装在底板1的中部位置，采集卡21与电位器12连接的同时也与I/O计算机处理系统连接。

更进一步地，伺服电机系统包括伺服电机17、旋转杆18、一段传动杆19、二段传动杆20，旋转杆18的一端固定在伺服电机17的转轴上，旋转杆18的另一端与一段传动杆19铰接，一段传动杆19与二段传动杆20铰接，二段传动杆20与左右限位卡板16的中部连接；底板1的底面上设置用于支撑和移动的滚轮24；底板1的上表面上设置有多个圆柱杆22，边缘壳体2通过圆柱杆22与底板1盖合牢固；采集卡21包含有自动采集数据单元和自动数据收发单元；电位器支板10与底板1之间压缩有弹簧装置。

本实用新型的工作过程如下：当用户使用本实用新型所述的一种脚蹬进行模拟飞行时，当模拟飞行航向设置为向左时，伺服电机17向左转动，通过一段传动杆19与二段传动杆20带动左右限位卡板16向下移动，脚蹬转轴7开始摇摆旋转，由于左右连接轴杆8的作用，左踏板5往前运动，右脚踏15即是相反的方向；当航向向右时，左脚踏5向后运动，右脚踏15则向前运动，从而实现了左脚踏5和右脚踏15的相对位置的调整。左踏板5或右脚踏15向下压下刹车板9带动电位器支板10，作用于齿轮11，带动电位器12旋转，电位器12将机械运动转换为与用户机械位置相对应的电压值，同时传输给采集卡21，采集卡21接收到该信号后将其传递给I/O计算机，从而实现了对用户机械位置相对应电压值的精确采集。与此同时，齿轮11转动时，同时压缩了电位器支板10处的弹簧装置，当松开左脚踏5或右脚踏15时，在对应的弹簧装置的反作用力下，左脚踏5或右脚踏15就回到了初始位置。

上述过程中，本实用新型所述的一种脚蹬的采集精度取决了电位器12和采集卡21的精度，而与数据采集系统的结构设计不存在必然关系，因此其与现有的大多数专利技术相比，采集精度自然更高；本实用新型的整体原理简单，结构精简，因而造价低，容易实现大批量普及使用，因而实用性更强；通过伺服电机17间接驱动踏板或人力驱动踏板都可以实现用户位置数据的采集；底板1上设置的滚轮24既起到了支撑和保护脚蹬的作用，又起到了方便脚蹬移动的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种脚蹬，其特征在于：它包括基座壳体装置、脚踏连接系统、数据采集系统、采集卡（21）、I/O计算机处理系统和用于驱动的伺服电机系统；所述的基座壳体装置包括底板（1）、边缘壳体（2）和中央壳体（3），两块边缘壳体（2）分别盖合在底板（1）的左右两边部分，中央壳体（3）盖合在底板（1）的中间部分，底板（1）的中央位置设置有矩形的安装座（4）；所述的脚踏连接系统包括左踏板（5）、踏板转轴（6）、脚蹬转轴（7）、左右连接轴杆（8）、传动板（13）、限位杆（14）、左右限位卡板（16）和右踏板（15），左踏板（5）与踏板转轴（6）配合安装，踏板转轴（6）的轴端与脚蹬转轴（7）的一个轴端相互垂直连接，传动板（13）的一端铰接在脚蹬转轴（7）的中部位置，传动板（13）的另一端与左右限位卡板（16）铰接，右踏板（15）的安装和连接情况和左踏板（5）相同，左右连接轴杆（8）穿过安装座（4）上的轴孔安装在安装座（4）上，左右连接轴杆（8）的两端分别与左右两边的两个脚蹬转轴（7）的另一个轴端连接；所述的数据采集系统包括刹车板（9）、电位器支板（10）和电位器（12），刹车板（9）的边缘处开设有锯齿（23），电位器支板（10）上固定设置有齿轮（11），电位器（12）固定安装在电位器支板（10）上且位于齿轮（11）的下方，齿轮（11）和锯齿（23）啮合，刹车板（9）铰接在左右连接轴杆（8）的轴端上，电位器支板（10）固定安装在底板（1）上；所述的采集卡（21）安装在底板（1）的中部位置，采集卡（21）与电位器（12）连接的同时也与I/O计算机处理系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种脚蹬，其特征在于：所述的伺服电机系统包括伺服电机（17）、旋转杆（18）、一段传动杆（19）、二段传动杆（20），旋转杆（18）的一端固定在伺服电机（17）的转轴上，旋转杆（18）的另一端与一段传动杆（19）铰接，一段传动杆（19）与二段传动杆（20）铰接，二段传动杆（20）与左右限位卡板（16）的中部连接。

3.根据权利要求1所述的一种脚蹬，其特征在于：所述的底板（1）的底面上设置用于支撑和移动的滚轮（24）。

4.根据权利要求1所述的一种脚蹬，其特征在于：所述的底板（1）的上表面上设置有多个圆柱杆（22），边缘壳体（2）通过圆柱杆（22）与底板（1）盖合牢固。

5.根据权利要求1所述的一种脚蹬，其特征在于：所述的采集卡（21）包含有自动采集数据单元和自动数据收发单元。

6.根据权利要求1所述的一种脚蹬，其特征在于：所述的电位器支板（10）与底板（1）之间压缩有弹簧装置。