CN213958313U - 一种飞机操纵模拟训练实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于训练教学用具技术领域，具体涉及一种飞机操纵模拟训练实验装置，包括机架以及设置在机架上的脚蹬、方向舵、升降舵、副翼、副翼传动组件、方向舵传动组件、升降舵传动组件和操纵杆组件，操纵杆组件包括操纵杆，操纵杆通过副翼传动组件与副翼连接，调整副翼偏转角度，操纵杆通过升降舵传动组件与升降舵连接，调整升降舵转动角度；利用副翼传动组件、方向舵传动组件、升降舵传动组件将脚蹬与方向舵、操纵杆与副翼和升降舵的力学传动原理进行模拟，能够从飞机的起落、软传动、硬传动原理出发来真实模拟飞机的起落和飞行操纵动作，仿真度高，结构透明化，能让学员直观感受到飞机的操控原理，进一步提高了学员的学习和训练效果。

Description

一种飞机操纵模拟训练实验装置

技术领域

本实用新型属于训练教学用具技术领域，具体涉及一种飞机操纵模拟训练实验装置。

背景技术

飞机广义上讲是一种有动力驱动的固定翼飞行器，主要由五个部分组成：机翼、机身、尾翼、操纵系统和动力系统，其中操纵系统是飞机最重要的系统之一，也是飞行学员基本培训的项目，但是如果培训在真实飞机上进行，则存在培训成本高、设备损耗高、不安全系数高等问题，因此，需要借助于仿真化的模拟设备和实验装置来完成教学工作。

随着电子技术的发展，飞行操纵装置的形式也发生了根本性的变化，但是目前市面上存在的产品或者文献中报道的模拟训练设备大多是针对于飞机全机身的模拟设备或者是针对飞机的航电系统或操作系统或者测试系统等局部的模拟系统，如201822018410.5公开一种飞机操作模拟训练装置，其主要是公开了飞机操作系统包括模拟飞行器、声音仿真模块和电子操作模块，通过设置多个仿真模块，对飞行中的各种场景和情况进行模拟，但是其只是涉及声、电系统，对于动力和操作以及飞机起飞和降落的基本原理和技术的掌握并不涉及，对于飞行操纵方面的知识了解还是不能从根本原理去深入理解。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所存在的不足，本申请提供了一种飞机操纵模拟训练实验装置，能够从飞机的起落、软传动、硬传动原理出发来真实模拟飞机的起落和飞行操纵动作，仿真度高，结构透明化，能让学员直观感受到飞机的操控原理。

本申请所采用的技术方案是：

一种飞机操纵模拟训练实验装置，包括机架以及设置在机架上的脚蹬、方向舵、升降舵、副翼、副翼传动组件、方向舵传动组件、升降舵传动组件和操纵杆组件；

所述操纵杆组件包括操纵杆；所述操纵杆通过副翼传动组件与副翼连接，调整副翼偏转角度；且所述操纵杆通过升降舵传动组件与升降舵连接，调整升降舵转动角度；

所述脚蹬通过方向舵传动组件与方向舵连接，调整方向舵旋转角度。

进一步限定，所述副翼传动组件是软轴传动组件，其包括与操纵杆连接的副翼摇臂、固定在机架内框的多个走线滑轮、缠绕在走线滑轮之间的钢索、与副翼连接的副翼拉杆、与副翼拉杆铰接的传力支座、设置在传力支座上的偏转滑轮以及穿过偏转滑轮中心的滑轮传动轴；所述滑轮传动轴的一端与偏转滑轮连接，另一端与副翼拉杆铰接；所述偏转滑轮上设置有夹线槽，所述钢索穿过夹线槽并带动偏转滑轮转动。

进一步限定，所述升降舵传动组件包括第一升降链接杆、第二升降链接杆、升降转换支座、升降转换摇臂以及第三升降链接杆；所述升降转换支座固定在机架上；所述升降转换摇臂设置在升降转换支座上；所述第一升降链接杆的一端与操纵杆的底端通过球头链接方式链接、另一端与升降转换支座或升降转换摇臂链接；所述第二升降链接杆的一端通过销轴与升降转换摇臂链接、另一端与第三升降链接杆链接；所述第三升降链接杆的另一端与升降舵链接。

进一步限定，所述方向舵传动组件包括第一方向转换支座、第二方向转换支座、第一方向转轴、第二方向转换摇臂、第一转向链接杆、第二转向链接杆、第三转向链接杆以及第四转向链接杆；所述第一方向转换支座、第二方向转换支座分别固定在机架上；所述第一方向转轴设置在第一方向转换支座上且与第一转向链接杆的一端链接，所述第一转向链接杆的另一端与脚蹬铰接；所述第二转向链接杆的一端与第一方向转轴链接，另一端与第二方向转换摇臂的一端铰接；第二方向转换摇臂设置在第二方向转换支座上；所述第二方向转换摇臂的另一端与第三转向链接杆链接；所述第三转向链接杆的另一端与第四转向链接杆的一端头链接；所述第四转向链接杆的中部与方向舵的转轴连接。

进一步限定，所述副翼包括左副翼和右副翼，所述左副翼和右副翼对称设置在机架的两侧。

进一步限定，所述升降舵包括左升降舵和右升降舵；所述左升降舵和右升降舵对称分布在机架的两侧，且左升降舵和右升降舵以及左副翼和右副翼的转动方向均为俯仰转动，所述方向舵的转动方向为±45°范围内的周向转动。

进一步限定，所述机架上还设置有用于测定升降舵俯仰偏转的俯仰角度检测仪和/或用于测定方向舵周向转动的转动角度检测仪。

进一步限定，所述操纵杆组件还包括操纵杆支座、操纵杆限位组件以及安全插销；所述操纵杆支座固定在机架上，并通过销轴与操纵杆的中部活动连接；所述操纵杆限位组件设置在操纵杆支座的一侧，所述安全插销与操纵杆相对设置。

进一步限定，所述机架上与脚蹬相对的位置设置有脚蹬限位块。

进一步限定，所述机架上副翼传动组件、方向舵传动组件、升降舵传动组件和操纵杆组件中分别设置有保险组件。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本申请利用副翼传动组件、方向舵传动组件、升降舵传动组件将脚蹬与方向舵、操纵杆与副翼和升降舵的力学传动原理进行模拟，能够从飞机的起落、软传动、硬传动原理出发来真实模拟飞机的起落和飞行操纵动作，仿真度高，结构透明化，能让学员直观感受到飞机的操控原理，进一步提高了学员的学习和训练效果。

2、本申请的整体结构简单，操纵性强，而且拆装灵活，偏转角度以及各链接杆的长度均可根据具体需要进行调整，可以模拟不同规模大小的飞机以及不同航行环境的需求，满足多样化训练环境。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请，即所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”、“第三”、“第四”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装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为该装置所固有的要素。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

参见图1和图2，本实施例提供的一种飞机操纵模拟训练实验装置，包括机架1以及设置在机架1上的脚蹬2、方向舵5、升降舵6、副翼4，副翼传动组件9、方向舵传动组件8、升降舵传动组件7和操纵杆组件3；

其中，机架1为304不锈钢焊接而成，总体尺寸为：2300*1900*760mm，其自前向后分为头部、中部和尾部，脚蹬2设置在机架1的头部位置，通过脚蹬2可以操控方向舵5转动，在机架1上脚蹬2的一侧设置有脚蹬2限位块，对脚蹬2的偏转角度进行限制。副翼4设置在中部，方向舵5和升降舵6分别设置在机架1的尾部。

进一步说明，本实施例的操纵杆组件3设置在机架1头部与中部连接处，其主要包括操纵杆、操纵杆支座、操纵杆限位组件31以及安全插销；操纵杆支座固定在机架1上，并通过销轴与操纵杆的中部活动连接，给操纵杆提供安装支撑，操纵杆限位组件31固定在操纵杆支座的外侧，用于对操纵杆的活动范围进行限制，该操纵杆限位组件31可以包括设置在机架1上的限位框和设置在操纵杆底部的偏转限位块，在操纵杆支座一侧还安装有安全插销，其与操纵杆相对，用于加强安全操作，使用时需插上安全插销将操纵杆锁紧才可调节钢索93松紧程度。本实施例操纵杆的下部开设有销孔，通过穿过该销孔的销轴与副翼传动组件9连接，在操纵杆的下底部末端通过球头链接方式与升降舵传动组件7，通过副翼传动组件9与副翼4连接，调整副翼4偏转角度；且所述操纵杆通过升降舵传动组件7与升降舵6连接，调整升降舵6转动角度。

本实施例的副翼4包括左副翼和右副翼，左副翼和右副翼对称设置在机架1中部的左右两侧，均采用优质进口铝合金型材制成翼型架，具有刚性强、耐腐蚀和重量轻等特点，在铝型材表面还可以经氧化银阳极化处理，提高其抗刮擦和耐腐蚀性，其下部连接副翼摇臂91，通过副翼摇臂91与副翼传动组件9连接，由副翼传动组件9带动其作俯仰转动。

本实施例的升降舵6包括左升降舵和右升降舵；左升降舵和右升降舵通过升降舵6轴连接并对称分布在机架1尾端的左右两侧，升降舵6轴通过轴承与升降舵传动组件7连接，操纵操纵杆使升降舵传动组件7带动升降舵6作上下俯仰转动。

本实施例的方向舵5包括上方向舵和下方向舵，上方向舵和下方向舵通过方向舵5轴竖向设置在机架1的尾端，方向舵5通过方向舵传动组件8与脚蹬2连接，通过调整脚蹬2使方向舵5可在±45°范围内的周向转动。

本实施例的左升降舵和右升降舵以及上方向舵和下方向舵均采用优质进口铝合金型材制成，而升降舵6轴和方向舵5轴均为不锈钢材质加工而成。

进一步说明，本实施例的副翼传动组件9是软轴传动组件，具体包括副翼摇臂91、走线滑轮92(6个)、钢索93、副翼拉杆94、传力支座95(2个)、偏转滑轮96(2个)、滑轮传动轴97；副翼摇臂91通过销轴和轴套与操纵杆连接，通过操纵杆转动带动副翼摇臂91转动，6个走线滑轮92和2个传力支座95分别布设在机架1内框上，且2个传力支座95设置在机架1的前侧左右对称分布，在2个传力支座95上分别安装有偏转滑轮96，该偏转滑轮96的中心轴与传力支座95连接，偏转滑轮96上设置有夹线槽，钢索93从两端绕过6个走线滑轮92并穿过偏转滑轮96的夹线槽固定在副翼摇臂91上，绷紧钢索93，使副翼摇臂91随着操纵杆偏转而传动，进而带动钢索93传动，钢索93带动偏转滑轮96转动，该偏转滑轮96的中心轴与滑轮传动轴97连接为一体，该滑轮传动轴97的下端与副翼拉杆94链接，形成铰链结构，当偏转滑轮96带动滑轮传动轴97转动，进而推动副翼拉杆94往复运动，并通过滑轮传动轴97与副翼拉杆94的链接，将钢索93的横向往复运动换向为副翼拉杆94的纵向往复运动，而副翼拉杆94的另一端与副翼4的转轴通过副翼摇臂91链接，进而将副翼拉杆94的纵向往复运动再次转换为副翼4的俯仰转动。

进一步说明，副翼拉杆94也可以直接与副翼4连接，此时副翼拉杆94应倾斜设置，副翼拉杆94的另一端通过摇臂组件与偏转滑轮96的中心轴连接，通过摇臂组件将滑轮传动轴97的圆周运动转换为副翼拉杆94的直线往复运动，由副翼拉杆94的往复运动带动副翼4上下俯仰转动。此处的换向、传动还可以用其他的换向组件替代，不仅限于此处列举的方式。

需要说明的是，由于钢索93带动左右两侧的偏转滑轮96左右运动，而带动左右两侧的副翼拉杆94运动方向相反，使左副翼和右副翼的上下偏转运动方向相反。

进一步说明，本实施例的升降舵传动组件7包括第一升降链接杆71、第二升降链接杆72、升降转换支座73、升降转换摇臂74以及第三升降链接杆75；其中，升降转换支座73固定在机架1上；该升降转换支座73包括固定座体以及横向搭接在两侧固定座体之间的横轴，该横轴通过轴承与升降转换摇臂74连接；第一升降链接杆71的一端与操纵杆的底端通过球头链接方式链接，第一升降链接杆71的另一端与升降转换支座73的横轴链接；第二升降链接杆72的一端通过销轴与升降转换摇臂74链接，第二升降链接杆72的另一端与第三升降链接杆75链接；第三升降链接杆75竖向设置另一端与升降舵6轴通过轴承连接，并通过第三升降链接杆75将第二升降链接杆72的纵向往复运动转换为升降舵6的上下俯仰运动。

需要说明的是，上述的升降转换支座73还可以由固定球座，其通过球头方式与第一升降链接杆71铰接，而升降转换摇臂74的一端与固定球座铰接，另一端与第二升降链接杆72链接，从而将第一升降链接杆71的力传递给第二升降链接杆72，实现动力传动。因此，此处的换向、传动也可以用其他的换向组件替代，不仅限于此处列举的方式。

进一步说明，本实施例的方向舵传动组件8包括第一方向转换支座81、第二方向转换支座84、第一方向转轴、第二方向转换摇臂85、第一转向链接杆82、第二转向链接杆83、第三转向链接杆86以及第四转向链接杆87；第二方向转换支座84固定在机架1中部靠近头部的一端，而第一方向转换支座81固定在第二方向转换支座84与脚蹬2的中间位置，第一方向转换支座81由第一方向转轴、连接轴承、间隙轴套以及止动件组成，其连接轴承、间隙轴套以及止动件依次安装在开设在机架1上的安装孔内，第一方向转轴自上而下穿过止动件、间隙轴套和轴承中部延伸至机架1下方，且第一方向转轴的底端分别与第一转向链接杆82和第二转向链接杆83链接，第一转向链接杆82的另一端与脚蹬2球头铰接，第二转向链接杆83的另一端延伸至第二方向转换支座84，该第二方向转换支座84与升降转换支座73的结构相同，也是包括固定座体以及横向搭接在两侧固定座体之间的横轴，该横轴通过轴承与第二方向转换摇臂85连接；该第二方向转换摇臂85的下端与第三转向链接杆86链接，而第二转向链接杆83的另一端延伸至第二方向转换支座84与横轴铰接，第二转向链接杆83的前后往复运动带动横轴以及第二方向转换摇臂85转动，进而带动第三转向链接杆86前后往复运动。所述第三转向链接杆86的另一端与第四转向链接杆87的一端头链接；第四转向链接杆87的设置方向与第三转向链接杆86垂直设置，铰接链接，第四转向链接杆87的一端头与第三转向链接杆86链接形成一个换向摇臂，中部与方向舵5的方向舵5轴固定连接，第三转向链接杆86前后往复直线运动，推动第四转向链接杆87圆周换向转动，带动方向舵5作周向偏转运动。

上述实施例所涉及的换向、传动连接部件还可以用其他换向部件或传动部件代替，能实现相同的功能即可。

进一步为了能够实时检测偏转角度，在机架1上还设置有用于测定升降舵6俯仰偏转的俯仰角度检测仪和/或用于测定方向舵5周向转动的转动角度检测仪，在教学活动中还可以辅助观察操作失误与否，帮助错误评审。

进一步为了提高操作的安全性和掌握飞机的安全性防护措施，在操纵杆组件3、副翼传动组件9、方向舵传动组件8和升降舵传动组件7中均设置有安全销和/或保险丝、保险螺母固定件等保险组件，以保证各个部件的操作安全性。本实施例所用的安全销、保险螺母以及保险丝等保险组件均属于常规安防措施，用常规部件实现安全防护即可。

需要进一步说明的是，上述实施例中的各个转向链接杆、升降链接杆的设置个数以及设置长度均可根据模拟飞机的方向舵5和升降舵6的偏转角度进行适应性调整，不仅限于上述的连接方式。

上述飞机操纵模拟训练实验装置的具体操作方法为：

1、通过推拉操纵杆左右往复摆动，实现两个副翼4的差动偏转，以模拟飞机副翼4的角度调整过程，拨动操纵杆前后线性摆动，带动升降舵传动组件7的线性传动，进而带动升降舵6作上下俯仰运动。对于副翼4偏转幅度可通过调节钢索93的松紧程度来调整，升降舵6的俯仰幅度可通过调整升降舵传动组件7中的各个升降链接杆的长度来调整。

2、转动脚蹬2作俯仰动作，带动方向舵传动组件8前后往复运动，进而带动方向舵5转动，方向舵5左旋或右旋的旋转角度可通过调节各方向链接杆的长度来进行调整，使用者可根据需要实现的方向舵5角度范围调整，预先设定传动杆长度。

本实用新型能够从飞机的起落、软传动、硬传动原理出发来真实模拟飞机的起落和飞行操纵动作，仿真度高，结构透明化，能让学员直观感受到飞机的操控原理，进一步提高了学员的学习和训练效果。

上述的实施例并非限制性例子，在说明书中适当地方出现的实施例或实施方式并不是限定具体方式。对于本领域普通技术人员，依据本使用新型的思想，在具体的实施方式及应用范围上所作的简单替换或改变，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种飞机操纵模拟训练实验装置，包括机架(1)以及设置在机架(1)上的脚蹬(2)、方向舵(5)、升降舵(6)和副翼(4)，其特征在于，还包括副翼传动组件(9)、方向舵传动组件(8)、升降舵传动组件(7)和操纵杆组件(3)；

所述操纵杆组件(3)包括操纵杆；所述操纵杆通过副翼传动组件(9)与副翼(4)连接，调整副翼(4)偏转角度；且所述操纵杆通过升降舵传动组件(7)与升降舵(6)连接，调整升降舵(6)转动角度；

所述脚蹬(2)通过方向舵传动组件(8)与方向舵(5)连接，调整方向舵(5)旋转角度；

所述副翼传动组件(9)是软轴传动组件，其包括与操纵杆连接的副翼摇臂(91)、固定在机架(1)内框的多个走线滑轮(92)、缠绕在走线滑轮(92)之间的钢索(93)、与副翼(4)连接的副翼拉杆(94)、与副翼拉杆(94)铰接的传力支座(95)、设置在传力支座(95)上的偏转滑轮(96)以及穿过偏转滑轮(96)中心的滑轮传动轴(97)；所述滑轮传动轴(97)的一端与偏转滑轮(96)连接，另一端与副翼拉杆(94)铰接；所述偏转滑轮(96)上设置有夹线槽，所述钢索(93)穿过夹线槽并带动偏转滑轮(96)转动。

2.根据权利要求1所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述升降舵传动组件(7)包括第一升降链接杆(71)、第二升降链接杆(72)、升降转换支座(73)、升降转换摇臂(74)以及第三升降链接杆(75)；所述升降转换支座(73)固定在机架(1)上；所述升降转换摇臂(74)设置在升降转换支座(73)上；所述第一升降链接杆(71)的一端与操纵杆的底端通过球头链接方式链接、另一端与升降转换支座(73) 或升降转换摇臂(74)链接；所述第二升降链接杆(72)的一端通过销轴与升降转换摇臂(74)链接、另一端与第三升降链接杆(75)链接；所述第三升降链接杆(75)的另一端与升降舵(6)链接。

3.根据权利要求1所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述方向舵传动组件(8)包括第一方向转换支座(81)、第二方向转换支座(84)、第一方向转轴、第二方向转换摇臂(85)、第一转向链接杆(82)、第二转向链接杆(83)、第三转向链接杆(86)以及第四转向链接杆(87)；所述第一方向转换支座(81)、第二方向转换支座(84)分别固定在机架(1)上；所述第一方向转轴设置在第一方向转换支座(81)上且与第一转向链接杆(82)的一端链接，所述第一转向链接杆(82)的另一端与脚蹬(2)铰接；所述第二转向链接杆(83)的一端与第一方向转轴链接，另一端与第二方向转换摇臂(85)的一端铰接；第二方向转换摇臂(85)设置在第二方向转换支座(84)上；所述第二方向转换摇臂(85)的另一端与第三转向链接杆(86)链接；所述第三转向链接杆(86)的另一端与第四转向链接杆(87)的一端头链接；所述第四转向链接杆(87)的中部与方向舵(5)的转轴连接。

4.根据权利要求1～3任一项所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述副翼(4)包括左副翼和右副翼，所述左副翼和右副翼对称设置在机架(1)的两侧。

5.根据权利要求4所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述升降舵(6)包括左升降舵和右升降舵；所述左升降舵和右升降舵对称分布在机架(1)的两侧，且左升降舵和右升降舵以及左副翼和右副翼的转动方向均为俯仰转动，所述方向舵(5)的转动方向为±45°范围内的周向转动。

6.根据权利要求5所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述机架(1)上还设置有用于测定升降舵(6)俯仰偏转的俯仰角度检测仪和/或用于测定方向舵(5)周向转动的转动角度检测仪。

7.根据权利要求1所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述操纵杆组件(3)还包括操纵杆支座、操纵杆限位组件(31)以及安全插销；所述操纵杆支座固定在机架(1)上，并通过销轴与操纵杆的中部活动连接；所述操纵杆限位组件(31)设置在操纵杆支座的一侧，所述安全插销与操纵杆相对设置。

8.根据权利要求1所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述机架(1)上与脚蹬(2)相对的位置设置有脚蹬(2)限位块。

9.根据权利要求1所述的飞机操纵模拟训练实验装置，其特征在于，所述机架(1)上副翼传动组件(9)、方向舵传动组件(8)、升降舵传动组件(7)和操纵杆组件(3)中分别设置有保险组件。

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