CN212460884U - 一种四自由度载人离心机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及飞行模拟技术领域，具体公开了一种四自由度载人离心机，包括传动支撑系统、转臂系统、偏航框系统、滚转框系统和座舱系统；传动支撑系统支撑转臂系统并带动其转动，偏航框系统设置在转臂系统上并绕与转臂系统的连接点转动，滚转框系统设置在偏航框系统内并绕与滚转框系统的连接点转动，滚转框系统的转动中心与偏航框系统的转动中心垂直，所述座舱系统设置在滚转框系统内并绕与滚转框系统的连接点转动，所述座舱系统的转动中心与滚转框系统的转动中心垂直。本实用新型的优点是可以通过传动支撑系统、转臂系统、偏航框系统、滚转框系统和座舱系统承受离心过载加速度和空间三个姿态角运动，实现过载场景下的人体定向器官的位姿感知。

Description

一种四自由度载人离心机

技术领域

本实用新型涉及飞行模拟技术领域，特别是一种四自由度载人离心机。

背景技术

一种四自由度载人离心机用于飞行员训练，能够产生持续过载，可提供逼近飞机的真实载荷模拟环境，实现飞行员的过载训练、空间定向障碍训练。其相对于三自由度载人离心机多出一个自由度，可实现持续载荷环境中任意姿态变化，特别适合于空间定向障碍训练。

空间定向障碍定义为：相对地球参考坐标系或飞机在由重力垂直线构成的坐标系中，飞行员不能正确感知自身位置、运动和姿态等信息。常常会引发飞行员的错误知觉。空间定向障碍是目前严重威胁飞行安全的一个重大航空医学问题，具有普遍性、高危性等特点。

进行空间定向障碍训练，即通过模拟器产生易发生空间定向障碍的环境，对受训飞行员进行原理现象展示、空间定向障碍场景及意识、产生空间障碍后的克服应对方法、人在回路中的自主控制训练等阶次训练。

现有技术：

目前专利号CN201821463335.7公布了一种“四自由度直升机动态飞行模拟器”，该专利描述了一种基于离心机平台的四自由度平台，其功能与本实用新型技术方案类似。

但是该专利中的“四自由度直升机动态飞行模拟器”采用了双层布局结构，即主驱动电机及减速器位于地下一层，需要专门的地下室进行布置，这样的缺点是造成土建施工复杂，成本较高，并且造成设备安装调试难度较大。

该专利的偏航框及在其上的滚转框和俯仰座舱位于转臂末端，采用悬臂连接——即单点支承结构，这样导致单一轴承须受重力、离心机及倾覆力矩，轴承受力严酷，导致轴承成本很高，且限制了产品规模的提升（如更大尺寸的座舱），因为选不到合适的产品轴承。

该专利的转臂结构使得产品垂向变形较大，进一步加剧了单一轴承的受力状态。同时，使得空间定向障碍模拟时载荷方向与理论方向有一定的差异，影响模拟精度，在一定程度上影响产品规模的提升（如更长的回转半径，以降低寄生科式加速度的影响）。

该专利的座舱质心位置与主轴支承点位置处于两个平面，导致偏航框承受过大的倾覆力矩，同时转臂受弯矩很大，加剧转臂变形，同时要求偏航框具有足够的强度、刚度，使得偏航框重量增大。

该专利的配重与座舱系统质心不在平行于地面的一条线上，形成力偶不平衡，容易引起振动，导致轴承受力严苛。

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，提供一种四自由度载人离心机。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种四自由度载人离心机，包括传动支撑系统、转臂系统、偏航框系统、滚转框系统和座舱系统；所述的传动支撑系统支撑转臂系统并带动其转动，所述偏航框系统设置在转臂系统上并绕与转臂系统的连接点转动，所述滚转框系统设置在偏航框系统内并绕与滚转框系统的连接点转动，所述滚转框系统的转动中心与偏航框系统的转动中心垂直，所述座舱系统设置在滚转框系统内并绕与滚转框系统的连接点转动，所述座舱系统的转动中心与滚转框系统的转动中心垂直。

具体的，所述的传动支撑系统包括基座、主电机；所述的主电机设置在基座的底部，所述的基座上设置有主轴安装孔，所述的主电机的输出端连接主轴，所述主轴置于主轴安装孔内，所述的主轴安装孔内设置有轴承系，所述主轴通过轴承系与基座转动连接。

具体的，所述的转臂系统包括臂架、驱动电机、偏航框从动轴、驱动轴，所述臂架的一端与所述主轴的上端固定连接，另一端设置有两个连接支耳的叉型结构，所述两个连接支耳上下分布且水平设置，位于上方的连接支耳上设置驱动电机，所述位于上方的连接支耳的连接支耳上设置有驱动轴安装孔，所述驱动电机的输出端连接驱动轴，所述驱动轴置于驱动轴安装孔内并与其转动连接，位于下方的连接支耳上设置有偏航框从动轴安装孔，所述偏航框从动轴置于偏航框从动轴安装孔内并与其转动连接。

具体的，所述偏航框系统包括偏航框体、偏航电机、驱动转轴、滚转框从动轴；所述偏航框体为环形对称结构，所述偏航框体的外侧分别与驱动轴和偏航框从动轴固定连接，所述偏航电机固定在偏航框体上，所述偏航框体上沿对称中心线对穿设置有两个滚转框安装孔，所述偏航电机的输出端连接驱动转轴，所述驱动转轴置于两个滚转框安装孔的其中一个内并与其转动连接，另一个滚转框安装孔内转动连接滚转框从动轴。

具体的，所述滚转框系统包括滚转框体、伺服电机、减速器、座舱驱动轴、座舱从动轴；所述滚转框体为环形对称结构，所述滚转框体的外侧分别与驱动转轴和滚转框从动轴固定连接，所述伺服电机固定在滚转框体上，所述滚转框体上沿对称中心线对穿设置有两个座舱安装孔，所述伺服电机的输出端连接减速器，所述减速器的输出端连接座舱驱动轴，所述座舱驱动轴置于两个座舱安装孔的其中一个内并与其转动连接，所述的另一个座舱安装孔内转动连接座舱从动轴。

具体的，所述座舱系统包括舱体、屏幕、摄像头、仪表台、座椅；所述舱体的外侧分别与座舱驱动轴和座舱从动轴固定连接，所述屏幕、摄像头、座椅均设置在舱体内。

具体的，所述的轴承系包括第一推力轴承、球轴承、第三角接触轴承、轴承套筒，所述轴承套筒安装在基座的主轴安装孔内，所述的第一推力轴承、球轴承、第三角接触轴承均设置在轴承套筒内。

具体的，所述的臂架上设置有连接孔，所述的连接孔内设置有胀套，所述胀套套设在主轴上，臂架通过胀套与主轴固定连接，所述臂架与主轴固定连接的一端的端部还设置有配重，所述主轴的顶部设置有仪器舱；所述驱动轴通过调心浮动轴承与臂架转动连接，所述偏航框从动轴通过调心径向轴承、调心推力轴承与臂架转动连接。

具体的，所述驱动转轴通过第二推力轴承、第一径向滚子轴承与偏航框体转动连接；所述滚转框从动轴通过第二径向滚子轴承、第三推力轴承与偏航框体转动连接，所述的偏航框从动轴内设置有过渡轴安装孔，所述过渡轴安装孔内设置有过渡轴，所述偏航框从动轴通过偏航框从动轴胀套与过渡轴固定连接，所述过渡轴通过偏航框胀套与偏航框体连接。

具体的，所述滚转框体上的座舱安装孔内均固定设置有轴套，所述座舱驱动轴通过第一角接触轴承与轴套转动连接，所述座舱从动轴通过第二角接触轴承与轴套转动连接。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的传动支承系统驱动转臂系统，产生持续离心过载加速度；转臂系统驱动偏航框系统产生相对于受训飞行员的偏航角运动；偏航框系统驱动滚转框系统产生相对于受训飞行员的滚转角运动；滚转框系统驱动座舱系统产生相对于受训飞行员的俯仰角运动，受训飞行员坐在座舱系统中，承受离心过载加速度和空间三个姿态角运动，实现过载场景下的人体定向器官的位姿感知。

2、本实用新型的座舱系统通过屏幕显示的场景提供人体视觉感知，通过仪表台及摄像头判断受训飞行员是否处于空间定向障碍状态。

3、本实用新型的转臂系统中臂架设计成竖向叉形结构，连接支耳两端设置调心浮动轴承、调心径向轴承、调心推力轴承组成的轴系，实现对偏航框系统的两点支承，能够改善轴承受力状态，可以将以往的单一转台复合承载改为常规轴承组成的轴承组承载，可以降低轴承成本，并且便于后续产品规模的提升。

4、本实用新型的座舱系统、滚转框系统、偏航框系统、转臂系统均设计成轴对称结构，并且进行配重平衡，同时做到力平衡和力偶平衡，能够减少偏航框系统承受的倾覆力矩和转臂弯矩，降低转臂垂向变形，同时降低系统的振动。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的传动支撑系统结构示意图；

图3 为本实用新型的转臂系统结构示意图；

图4 为本实用新型的滚转框系统和偏航框系统结构示意图；

图5 为图4中A处的放大结构示意图；

图6 为图4中B处的放大结构示意图；

图中：1-座舱系统，11-舱体，12-摄像头，13-仪表台，14-屏幕，15-座椅，2-滚转框系统，21-滚转框体，22-伺服电机，23-减速器，24-轴套，25-座舱驱动轴，26-座舱从动轴，27-座舱从动轴滑环，3-偏航框系统，31-偏航框体，32-偏航电机，33-驱动转轴，34-滚转框从动轴，35-滚转框从动轴滑环，36-第二推力轴承，37-第一径向滚子轴承，38-第二径向滚子轴承，39-第三推力轴承，4-转臂系统，41-臂架，42-驱动电机，43-驱动轴，44-过渡轴，45-偏航框从动轴，46-调心浮动轴承，47-调心径向轴承，48-调心推力轴承，49-偏航框从动轴滑环，410-连接支耳，5-仪器舱，6-配重，7-传动支撑系统，71-基座，72-主电机，73-主轴，74-制动器，75-轴承套筒，76-第三角接触轴承，77-球轴承，78-第一推力轴承，79-电机滑环。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

如图1～6所示，一种四自由度载人离心机，包括传动支撑系统7、转臂系统4、偏航框系统3、滚转框系统2和座舱系统1；所述的传动支撑系统7支撑转臂系统4并带动其转动产生持续离心过载加速度，所述偏航框系统3设置在转臂系统4上且带动偏航框系统3绕与转臂系统4的连接点转动，产生相对于受训飞行员的偏航角运动，所述滚转框系统2设置在偏航框系统3内且偏航框系统3带动滚转框系统2绕与滚转框系统2的连接点转动，产生相对于受训飞行员的滚转角运动，所述滚转框系统2的转动中心与偏航框系统3的转动中心垂直，所述座舱系统1设置在滚转框系统2内且滚转框系统2带动座舱系统1绕与滚转框系统2的连接点转动，产生相对于受训飞行员的俯仰角运动，所述座舱系统1的转动中心与滚转框系统2的转动中心垂直，受训飞行员坐在座舱系统1中，承受离心过载加速度和空间三个姿态角运动，实现过载场景下的人体定向器官的位姿感知。本方案中传动支撑系统7对转臂系统4进行支撑并为其提供旋转的动力，转动支撑系统带动转臂系统4在水平面内转动，将偏航框系统3设置在转臂系统4远离与传动支撑系统7连接的一端，这样转臂系统4带动偏航框系统3绕传动支撑系统7旋转的同时还带动其绕与转臂系统4的连接点旋转，其中偏航框系统3的转动中心为竖直方向，这样实现偏航框系统3的偏航运动，同时偏航框系统3带动滚转框系统2旋转，滚转框系统2的旋转中心与偏航框系统3的旋转中心垂直，为水平方向，实现滚转框系统2的滚转运动，滚转框系统2带动座舱系统1转动，其转动中心与滚转框系统2的转动中心垂直，为竖直方向，实现座舱系统1的俯仰运动。

参照图2所示，所述的传动支撑系统7包括基座71、主电机72；所述的主电机72设置在基座71的底部，所述的基座71上设置有主轴73安装孔，所述的主电机72的输出端连接主轴73，所述主轴73置于主轴73安装孔内，所述的主轴73安装孔内设置有轴承系，所述主轴73通过轴承系与基座71转动连接。本方案中主电机72采用直驱电机，基座71为锥形的结构，其底部的边缘通过地脚螺栓固定在土建基础上，土建基础具有阶梯结构，弥补基座71与座舱之间的高度差，保证受训飞行员能够方便进出舱，而主电机72设置在基座71的底部内部，主电机72的定子通过螺钉固定在基座71上，主电机72的转子通过联轴器与主轴73连接，联轴器与主轴73通过胀套连接，其中主轴73的一端还通过止口加螺栓的结构连接有电机滑环79的滑环转子，滑环定子通过绳索、链条、钢棍固定在电机定子，在基座71上还设置有制动器74，制动器74过止口定位通过螺钉固定在基座71上，主轴73穿过制动器74，制动器74通过抱紧主轴73实现制动，本方案中的传动支撑系统7使以前的双层结构变为单层结构，能够降低土建施工难度与成本，能够便于产品的安装调试。

参照图1～3所示，所述的转臂系统4包括臂架41、驱动电机42、偏航框从动轴45、驱动轴43，所述臂架41的一端与所述主轴73的上端固定连接，另一端设置有两个连接支耳410的叉型结构，所述两个连接支耳410上下分布且水平设置，位于上方的连接支耳410上设置驱动电机42，所述位于上方的连接支耳410的连接支耳410上设置有驱动轴安装孔，所述驱动电机42的输出端连接驱动轴43，所述驱动轴43置于驱动轴安装孔内并与其转动连接，位于下方的连接支耳410上设置有偏航框从动轴安装孔，所述偏航框从动轴45置于偏航框从动轴安装孔内并与其转动连接。本方案中臂架41上设置的两个连接支耳410与臂架41是一体成型的结构，两个连接支耳410上下分布并水平设置，臂架41设计成轴对称结构，并增加高度上的尺寸，增加转臂系统刚度，减小系统垂向变形，这样将偏航框系统3设置在两个连接支耳410之间，就能实现偏航框系统3绕竖直方向上的转动中心转动，将驱动电机42的定子通过螺钉固定在臂架41上，驱动电机42的转子通过胀套连接联轴器，联轴器的另一端通过胀套连接驱动轴43，这样将驱动电机42的转子与驱动轴43连接，在位于上方的连接支耳410上设置的驱动轴安装孔内设置调心浮动轴承46，驱动轴43与调心浮动轴承46连接，形成与臂架41的转动副，调心浮动轴承46的内圈分别通过轴肩、圆螺母定位，外圈通过孔肩、孔用弹性挡圈定位，该轴承能够保证双轴不同心呈夹角的状态也可以正常运转，并且满足驱动轴43的膨胀游隙要求；在位于下方的连接支耳410上设置偏航框从动轴滑环49的滑环定子，并通过螺栓固定在连接支耳410上，滑环转子通过交叉口结构安装在从偏航框从动轴45上与偏航框从动轴45一起转动，偏航框从动轴45通过调心径向轴承47、调心推力轴承48与臂架41转动连接，形成转动副，调心推力轴承48分别通过轴肩与孔肩定位，形成单向轴向力承载，调心径向轴承47内圈分别通过轴肩和圆螺母定位，外圈一端通过轴承挡圈定位，另一端自由，避免其承受轴向载荷，保证轴向载荷全部由调心推力轴承48承担，能够改善轴承受力状态，可以将以往的单一转台复合承载改为常规轴承组成的轴承组承载，可以降低轴承成本，并且便于后续产品规模的提升。

参照图4所示，所述偏航框系统3包括偏航框体31、偏航电机32、驱动转轴33、滚转框从动轴34；所述偏航框体31为环形对称结构，所述偏航框体31的外侧分别与驱动轴43和偏航框从动轴45固定连接，所述偏航电机32固定在偏航框体31上，所述偏航框体31上沿对称中心线对穿设置有两个滚转框安装孔，所述偏航电机32的输出端连接驱动转轴33，所述驱动转轴33置于两个滚转框安装孔的其中一个内并与其转动连接，另一个滚转框安装孔内转动连接滚转框从动轴34。本方案中的偏航框体31分别通过胀套与驱动轴43和偏航框从动轴45固定连接，使臂架41上设置的驱动电机42带动偏航框体31转动，偏航电机32的定子通过螺钉固定在偏航框体31上，偏航电机32的转子通过胀套与驱动转轴33连接，驱动转轴33通过第二推力轴承36、带单边挡边的第一径向滚子轴承37与偏航框体31转动连接，滚转框从动轴34通过带单边挡边的第二径向滚子轴承38、第三推力轴承39与偏航框体31转动连接形成转动副，带单边挡边的径向滚子轴承内圈一端采用轴肩定位、另一端采用轴用弹性挡圈定位，外圈一端采用孔肩定位，另一端自由，使得带单边挡边的径向滚子轴承只承受径向力，并且能够向两个方向微移动，同时保证轴向受热膨胀时具有膨胀量，偏航框体31上通过螺栓固定有滚转框从动轴滑环35的滑环定子，滑环转子通过交叉口结构安装在滚转框从动轴34上与滚转框从动轴34一起转动，采用本方案的偏航框系统3结构能够减少偏航框系统3承受的倾覆力矩和转臂弯矩，降低转臂垂向变形，同时降低系统的振动。

进一步的，所述滚转框系统2包括滚转框体21、伺服电机22、减速器23、座舱驱动轴25、座舱从动轴26；所述滚转框体21为环形对称结构，所述滚转框体21的外侧分别与驱动转轴33和滚转框从动轴34固定连接，所述伺服电机22固定在滚转框体21上，所述滚转框体21上沿对称中心线对穿设置有两个座舱安装孔，所述伺服电机22的输出端连接减速器23，所述减速器23的输出端连接座舱驱动轴25，所述座舱驱动轴25置于两个座舱安装孔的其中一个内并与其转动连接，所述的另一个座舱安装孔内转动连接座舱从动轴26。本方案中的滚转框体21通过胀套分别与驱动转轴33和滚转框从动轴34固定连接，使偏航电机32带动滚转框体21转动，伺服电机22通过螺栓与减速器23固定连接，减速器23的定子通过轴套24固定在滚转框上，减速器23的转子通过平键与座舱驱动轴25连接，座舱驱动轴25通过第一角接触轴承28与轴套24转动连接，形成相对滚转框体21的转动副，座舱从动轴滑环27的滑环定子和轴套24通过螺栓固定在滚转框体21上，滑环转子通过叉口接口与座舱从动轴26连接，座舱从动轴26通过第二角接触轴承29与轴套24转动连接，形成相对滚转框体21的转动副。

进一步的，所述座舱系统1包括舱体11、屏幕14、摄像头12、仪表台13、座椅15；所述舱体11的外侧分别与座舱驱动轴25和座舱从动轴26固定连接，所述屏幕14、摄像头12、座椅15均设置在舱体11内。本方案中通过屏幕14显示的场景提供人体视觉感知，仪表台13及摄像头12判断受训飞行员是否处于空间定向障碍状态，其中座椅15设置在舱体11内部的底部，仪表台13位于座椅15前方及两侧，摄像头12位于座椅15前方的仪表台13之上，屏幕14位于仪表台13前方。

进一步的，所述的轴承系包括第一推力轴承78、球轴承77、第三角接触轴承76、轴承套筒75，所述轴承套筒75安装在基座71的主轴73安装孔内，所述的第一推力轴承78、球轴承77、第三角接触轴承76均设置在轴承套筒75内。本方案中轴承套筒75过止口定位、通过螺钉固定在基座71的主轴73安装孔内，主轴73穿过第一推力轴承78、球轴承77、第三角接触轴承76与轴承套筒75转动连接，第三角接触轴承76外圈自由，内圈分别用轴肩定位和轴套定位，保证第三角接触轴承76不承受轴向力，将轴向力仅由第一推力轴承78承受，轴承系能够承受轴向力、径向力和弯矩，通过轴承套筒75能够降低轴承安装难度。

进一步的，所述的臂架41上设置有连接孔，所述的连接孔内设置有胀套，所述胀套套设在主轴73上，臂架41通过胀套与主轴73固定连接，所述臂架41与主轴73固定连接的一端的端部还设置有配重6，配重6安装在臂架41上，随着臂架41一起转动，实现系统的静平衡，减少不平衡引发的系统振动，所述主轴73的顶部设置有仪器舱5；仪器舱随着转臂系统4一起转动，用来安装相关电气设备，所述驱动轴43通过调心浮动轴承46与臂架41转动连接，所述偏航框从动轴45通过调心径向轴承47、调心推力轴承48与臂架41转动连接，转臂系统4上的轴系设计为只承受竖直单向轴向载荷。采用调心浮动轴承46、调心径向轴承47、调心推力轴承48组成的轴系，该轴系在偏航框弯曲导致的双轴不同心呈夹角的状态也可以正常运转，并且满足轴的膨胀游隙要求，调心径向轴承47下方的外圈与轴孔台阶留有一定间隙，避免其承受轴向载荷，保证轴向载荷全部由调心推力轴承承担。

进一步的，所述驱动转轴33通过第二推力轴承36、第一径向滚子轴承37与偏航框体31转动连接；所述滚转框从动轴34通过第二径向滚子轴承38、第三推力轴承39与偏航框体31转动连接，所述的偏航框从动轴45内设置有过渡轴安装孔，所述过渡轴安装孔内设置有过渡轴44，所述过渡轴44通过偏航框从动轴胀套与偏航框从动轴45固定连接，所述过渡轴44通过偏航框胀套与偏航框体31连接。偏航框从动轴45与偏航框体31连接采用过渡轴设计，这是为了解决偏航框系统3的安装问题，因下驱动轴系在偏航框系统3安装之前已经从内部安装在转臂系统4上，然后才装上驱动轴系，上驱动轴系从外部安装在转臂系统4上，然后通过胀套完成连接，偏航电机32与驱动转轴33之间采用膜片联轴器连接，使结构紧凑。

进一步的，所述滚转框体21上的座舱安装孔内均固定设置有轴套24，所述座舱驱动轴25通过第一角接触轴承28与轴套24转动连接，所述座舱从动轴26通过第二角接触轴承29与轴套24转动连接。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种四自由度载人离心机，其特征在于：包括传动支撑系统（7）、转臂系统（4）、偏航框系统（3）、滚转框系统（2）和座舱系统（1）；所述的传动支撑系统（7）支撑转臂系统（4）并带动其转动，所述偏航框系统（3）设置在转臂系统（4）上并绕与转臂系统（4）的连接点转动，所述滚转框系统（2）设置在偏航框系统（3）内并绕与滚转框系统（2）的连接点转动，所述滚转框系统（2）的转动中心与偏航框系统（3）的转动中心垂直，所述座舱系统（1）设置在滚转框系统（2）内并绕与滚转框系统（2）的连接点转动，所述座舱系统（1）的转动中心与滚转框系统（2）的转动中心垂直；

所述的传动支撑系统（7）包括基座（71）、主电机（72）；所述的主电机（72）设置在基座（71）的底部，所述的基座（71）上设置有主轴（73）安装孔，所述的主电机（72）的输出端连接主轴（73），所述主轴（73）置于主轴（73）安装孔内，所述的主轴（73）安装孔内设置有轴承系，所述主轴（73）通过轴承系与基座（71）转动连接；

所述的转臂系统（4）包括臂架（41）、驱动电机（42）、偏航框从动轴（45）、驱动轴（43），所述臂架（41）的一端与所述主轴（73）的上端固定连接，另一端为设置有两个连接支耳（410）的叉型结构，所述两个连接支耳（410）上下分布且水平设置，位于上方的连接支耳（410）上设置驱动电机（42），所述位于上方的连接支耳（410）的连接支耳（410）上设置有驱动轴安装孔，所述驱动电机（42）的输出端连接驱动轴（43），所述驱动轴（43）置于驱动轴安装孔内并与其转动连接，位于下方的连接支耳（410）上设置有偏航框从动轴安装孔，所述偏航框从动轴（45）置于偏航框从动轴安装孔内并与其转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述偏航框系统（3）包括偏航框体（31）、偏航电机（32）、驱动转轴（33）、滚转框从动轴（34）；所述偏航框体（31）为环形对称结构，所述偏航框体（31）的外侧分别与驱动轴（43）和偏航框从动轴（45）固定连接，所述偏航电机（32）固定在偏航框体（31）上，所述偏航框体（31）上沿对称中心线对穿设置有两个滚转框安装孔，所述偏航电机（32）的输出端连接驱动转轴（33），所述驱动转轴（33）置于两个滚转框安装孔的其中一个内并与其转动连接，另一个滚转框安装孔内转动连接滚转框从动轴（34）。

3.根据权利要求2所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述滚转框系统（2）包括滚转框体（21）、伺服电机（22）、减速器（23）、座舱驱动轴（25）、座舱从动轴（26）；所述滚转框体（21）为环形对称结构，所述滚转框体（21）的外侧分别与驱动转轴（33）和滚转框从动轴（34）固定连接，所述伺服电机（22）固定在滚转框体（21）上，所述滚转框体（21）上沿对称中心线对穿设置有两个座舱安装孔，所述伺服电机（22）的输出端连接减速器（23），所述减速器（23）的输出端连接座舱驱动轴（25），所述座舱驱动轴（25）置于两个座舱安装孔的其中一个内并与其转动连接，所述的另一个座舱安装孔内转动连接座舱从动轴（26）。

4.根据权利要求3所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述座舱系统（1）包括舱体（11）、屏幕（14）、摄像头（12）、仪表台（13）、座椅（15）；所述舱体（11）的外侧分别与座舱驱动轴（25）和座舱从动轴（26）固定连接，所述屏幕（14）、摄像头（12）、座椅（15）均设置在舱体（11）内。

5.根据权利要求1所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述的轴承系包括第一推力轴承（78）、球轴承（77）、第三角接触轴承（76）、轴承套筒（75），所述轴承套筒（75）安装在基座（71）的主轴（73）安装孔内，所述的第一推力轴承（78）、球轴承（77）、第三角接触轴承（76）均设置在轴承套筒（75）内。

6.根据权利要求1所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述的臂架（41）上设置有连接孔，所述的连接孔内设置有胀套，所述胀套套设在主轴（73）上，臂架（41）通过胀套与主轴（73）固定连接，所述臂架（41）与主轴（73）固定连接的一端的端部还设置有配重（6），所述主轴（73）的顶部设置有仪器舱（5）；所述驱动轴（43）通过调心浮动轴承（46）与臂架（41）转动连接，所述偏航框从动轴（45）通过调心径向轴承（47）、调心推力轴承（48）与臂架（41）转动连接。

7.根据权利要求2所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述驱动转轴（33）通过第二推力轴承（36）、第一径向滚子轴承（37）与偏航框体（31）转动连接；所述滚转框从动轴（34）通过第二径向滚子轴承（38）、第三推力轴承（39）与偏航框体（31）转动连接，所述的偏航框从动轴（45）内设置有过渡轴安装孔，所述过渡轴安装孔内设置有过渡轴（44），所述偏航框从动轴（45）通过偏航框从动轴（45）胀套与过渡轴（44）固定连接，所述过渡轴（44）通过偏航框胀套与偏航框体（31）连接。

8.根据权利要求3所述的一种四自由度载人离心机，其特征在于：所述滚转框体（21）上的座舱安装孔内均固定设置有轴套（24），所述座舱驱动轴（25）通过第一角接触轴承（28）与轴套（24）转动连接，所述座舱从动轴（26）通过第二角接触轴承（29）与轴套（24）转动连接。

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