CN218122828U - 模拟飞行侧操作杆组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种模拟飞行侧操作杆组件，涉及航空模拟技术领域，包括基体、操作手柄、万向传动模块、角度检测模块以及弹性件，基体上设置有操作口；操作手柄通过万向传动模块与基体活动连接，以使操作手柄能相对于基体摆动，角度检测模块用于检测操作手柄相对于基体摆动的角度；弹性件同时连接于基体以及万向传动模块，以在操作手柄相对于基体摆动时为操作手柄提供阻尼；弹性件暴露于操作口所围成的区域内。弹性件能在施力于操作手柄时提供阻尼，提升操作手感，且弹性件拆装便捷灵活，降低维护成本。

Description

模拟飞行侧操作杆组件

技术领域

本实用新型涉及航空模拟技术领域，具体而言，涉及一种模拟飞行侧操作杆组件。

背景技术

飞行模拟机，是指训练和培养飞行员飞行驾驶技术的地面练习操作装置，其依托计算机硬件和软件技术，进行近似于真实的真飞机的仿真飞行操作技术。高度仿真和互动性强是模拟飞行最显著的特点，采用先进技术的模拟器使飞行员进人驾驶舱后，处于接近真实的飞行环境——座舱布置，与机型使用相同的仪表及设备，使飞行员如同驾驶一架真飞机，飞行员可以在模拟机上完成全部飞行综合课目。飞行模拟机以实时仿真控制计算机为核心，模拟真实世界飞行中所遇到的各种元素，是在地面上模拟飞机各阶段飞行状态行为、飞行环境和条件的光机电集成系统。在一些项目中，需要模拟民机座舱的侧操纵杆装置，侧操作杆装置包括手柄和底板，手柄通过万向结构安装在底板上，底板安装万向传动结构上设有角度感应传感器；手柄上设有操作按键，信号经数模转换将信号转换送入存储单元，输入信号到核心计算机，模拟驱动飞机舵面，模拟飞机的俯仰、横滚指令，实现飞行模拟训练。

经发明人研究发现，现有的侧操作杆装置存在如下缺点：

现有技术中，侧操纵杆装置底板里面横滚和俯仰控制轴上安装有阻尼器，阻尼器属于易损件，维修和维护困难，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模拟飞行侧操作杆组件，其能够简化阻尼结构，降低维修成本，降低运行成本。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种模拟飞行侧操作杆组件，包括：

基体、操作手柄、万向传动模块、角度检测模块以及弹性件，所述基体上设置有操作口；所述操作手柄通过所述万向传动模块与所述基体活动连接，以使所述操作手柄能相对于基体摆动，所述角度检测模块用于检测所述操作手柄相对于所述基体摆动的角度；所述弹性件同时连接于所述基体以及所述万向传动模块，以在所述操作手柄相对于所述基体摆动时为所述操作手柄提供阻尼；所述弹性件暴露于所述操作口所围成的区域内。

在可选的实施方式中，所述弹性件设置为弹簧或橡胶件。

在可选的实施方式中，所述基体包括底板和调节组件，所述调节组件与所述底板可滑动地连接，所述弹性件同时连接于所述调节组件和所述万向传动模块，所述调节组件用于调节所述弹性件的伸缩量，以调节所述弹性件的弹力。

在可选的实施方式中，所述调节组件包括第一螺母、调节螺杆、第二螺母和第一万向节，所述调节螺杆穿设于所述底板上，所述第一螺母和所述第二螺母均螺接于所述调节螺杆外，所述底板位于所述第一螺母和所述第二螺母之间；所述第一万向节与所述调节螺杆连接，所述弹性件与所述第一万向节连接。

在可选的实施方式中，所述调节螺杆上设置有刻度线。

在可选的实施方式中，所述万向传动模块包括传动件、第一转动轴和第二转动轴，所述操作手柄与所述传动件连接，所述传动件与所述第一转动轴绕所述第一转动轴的轴线可转动地连接，所述第一转动轴与所述第二转动轴垂直设置且固定连接，所述第二转动轴与所述基体绕自身轴线可转动地连接；

所述弹性件通过第二万向节与所述传动件连接。

在可选的实施方式中，所述角度检测模块包括第一角度感应传感器和第二角度感应传感器，所述第一角度感应传感器用于检测所述传动件绕所述第一转动轴的轴线转动的角度；所述第二角度感应传感器用于检测所述传动件绕所述第二转动轴的轴线转动的角度。

在可选的实施方式中，所述传动件上设置有与所述第一转动轴同轴设置的第一齿结构，所述第一转动轴上设置有定位板，所述第一角度感应传感器与所述定位板绕与所述第一转动轴平行的轴线可转动地连接，所述第一角度感应传感器上设置有第二齿结构，所述第一齿结构与所述第二齿结构啮合。

在可选的实施方式中，所述第二转动轴外套接有第三齿结构，所述第二角度感应传感器与所述传动件绕与所述第二转动轴平行的轴线可转动地连接，所述第二角度感应传感器上设置有第四齿结构，所述第三齿结构与所述第四齿结构啮合。

在可选的实施方式中，所述操作手柄包括握持部、连接杆和折叠罩，所述握持部与所述连接杆连接，所述连接杆与所述万向传动模块连接，所述折叠罩同时连接于所述握持部与所述基体，所述折叠罩能在所述握持部相对于所述基体摆动自适应调整折叠状态。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的模拟飞行侧操作杆组件，在万向传动模块和基体之间设置有弹性件，施力于操作手柄的过程中，操作手柄的运动传递至万向传动模块，然后通过万向传动模块传递至弹性件，弹性件能够产生一定的阻尼，从而提供给操作者相应的反馈力，提高操作手感，模拟效果好。并且，弹性件设于万向传动模块和基体之间，没有被集成在万向传动模块的转动轴内和基体内，且直接暴露在基体上的操作口所围成的区域内，当弹性件损坏需要更换或维修时，直接从操作口处对弹性件进行相应的操作即可，拆装方便，维修成本低，运行成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例的模拟飞行侧操作杆组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的模拟飞行侧操作杆组件的部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例的基体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的万向传动模块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的万向传动模块和角度检测模块的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的操作手柄的结构示意图。

图标:

001-第一方向；002-第二方向；003-第三方向；100-基体；110-顶板；120-底板；130-第一侧板；131-第一定位孔；132-第二定位孔；140-第二侧板；141-第三定位孔；150-操作口；160-调节组件；161-调节螺杆；162-第一螺母；163-第二螺母；164-第一万向节；200-操作手柄；210-握持部；220-连接杆；230-折叠罩；300-万向传动模块；310-传动件；311-第一板体；312-第二板体；313-第三板体；314-第四板体；315-第一固定孔；316-第二固定孔；317-第四定位孔；318-第五定位孔；319-第二万向节；320-第一转动轴；321-第一齿结构；330-第二转动轴；340-第三齿结构；350-连接板；400-第一角度感应传感器；410-第二齿结构；500-第二角度感应传感器；510-第四齿结构；600-弹性件；610-挂钩。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

目前，飞行员模拟飞行时，会使用到模拟机，飞行员可以在模拟机上完成全部飞行综合课目。飞行模拟机以实时仿真控制计算机为核心，模拟真实世界飞行中所遇到的各种元素，是在地面上模拟飞机各阶段飞行状态行为、飞行环境和条件的光机电集成系统。设于驾驶舱中的侧操作杆模拟件主要用于模拟驱动飞机舵面、模拟飞机的俯仰、横滚指令，实现飞行模拟训练。现有技术中，为了提高侧操作杆的手感，通常需要在侧操作杆上设置阻尼结构，阻尼结构集成在侧操作杆的转动轴内或者侧操作杆的基座内，阻尼结构拆装繁琐，维修和检修不便。而阻尼结构为易损件，更换以及检修频率高，现有技术的阻尼结构的设计导致了后期维护成本增加。

请结合图1-图6，鉴于此，设计者设计了一种模拟飞行侧操作杆组件，能够降低阻尼结构的拆装难度，降低维护成本。

请结合图1、图2和图5，本实施例中，模拟飞行侧操作杆组件包括基体100、操作手柄200、万向传动模块300、角度检测模块以及弹性件600，基体100上设置有操作口150；操作手柄200通过万向传动模块300与基体100活动连接，以使操作手柄200能相对于基体100摆动，角度检测模块用于检测操作手柄200相对于基体100摆动的角度；弹性件600同时连接于基体100以及万向传动模块300，以在操作手柄200相对于基体100摆动时为操作手柄200提供阻尼；弹性件600暴露于操作口150所围成的区域内。

本实施例提供的模拟飞行侧操作杆组件的工作原理如下：

进行模拟训练时，操作人员握持操作手柄200，可以通过按压操作手柄200上的功能按钮实现指令输出。并且，还可以通过摇动操作手柄200，模拟飞行过程中飞行器的各种动作。在摇动操作手柄200的过程中，操作手柄200相对于基体100摆动，且操作手柄200通过万向传动模块300与基体100连接，操作手柄200能够在360°范围内相对于基体100摆动，操作灵活。同时，操作者施力于操作手柄200带动其运动时，弹性件600会提供一个阻碍万向传动模块300运动的力，该力通过万向传动模块300传递至操作手柄200，使操作者受到反馈力，提升体验感，避免新手驾驶员模拟时出现操控过量的风险。而弹性件600暴露在基体100上的操作口150处，如此，直接从操作口150处即可对弹性件600进行检修或更换等相关作业，操作便捷灵活，降低操作难度，降低维护成本。

需要说明的是，功能按钮可以参照现有真实飞行器上的手柄上的按钮进行设计，功能按钮的结构设计可以采用现有公知结构，本实施例中不进行具体说明。

请参阅图3，本实施例中，可选的，基体100包括顶板110、底板120、第一侧板130和第二侧板140。顶板110和底板120在第一方向001上平行间隔设置，第一侧板130和第二侧板140位于顶板110和底板120之间，第一侧板130和第二侧板140均通过螺钉等结构与顶板110和底板120固定连接，且第一侧板130和第二侧板140在与第一方向001垂直的第二方向002上平行间隔设置。如此，顶板110、底板120、第一侧板130和第二侧板140共同限定出通孔，通孔的两个敞口端均为操作口150，也即基体100具有两个操作口150，可以根据需要从两个操作口150中的至少一个处进行弹性件600的拆装等作业，灵活便捷。

可选的，第一侧板130上设置有第一定位孔131、第二定位孔132。第一定位孔131和第二定位孔132均为圆柱形通孔，且第一定位孔131和第二定位孔132的轴线均在第二方向002上延伸，第一定位孔131和第二定位孔132在第一方向001上间隔排布，第一定位孔131位于第二定位孔132靠近顶板110的一侧。同时，在第二侧板140上设置有偶第三定位孔141，第三定位孔141为圆柱形通孔，第三定位孔141和第一定位孔131同轴设置。并且，第一定位孔131、第二定位孔132和第三定位孔141内均可以设置轴承。

进一步的，基体100还包括调节组件160。调节组件160与基体100在第一方向001上可滑动地连接，其中，第一方向001为顶板110和底板120的排布方向，并且，第一侧板130和第二侧板140在垂直于第一方向001的第二方向002上间隔排布。可选的，调节组件160包括调节螺杆161、第一螺母162、第二螺母163和第一万向节164。底板120的中部位置设置有装配通孔，装配通孔为圆柱形孔，调节螺杆161插接在装配通孔中，第一螺母162和第二螺母163均螺接在调节螺杆161外，并且，底板120被夹持在第一螺母162和第二螺母163之间。调节螺杆161靠近顶板110的一端安装有第一万向节164，第一万向节164用于与弹性件600连接。如此设计，通过调整调节螺杆161靠近顶板110的一端相对于底板120的距离，能够调节第一万向节164的位置，从而改变弹性件600拉伸长度，实现弹性件600初始弹力的调节，实现调节阻尼的作用，适应不同操作人员的作业习惯。具体操作时，通过旋拧第一螺母162和第二螺母163，能够调整第一螺母162和第二螺母163位于调节螺杆161上的位置，通过第一螺母162和第二螺母163夹持底板120能够改变调节螺杆161伸入底板120和顶板110之间的长度。

应当理解，调节组件160还可以是其他能够相对于底板120滑动的结构，例如伸缩缸、丝杠传动结构和电动推杆等结构，本实施例中不进行一一列举。

进一步的，为了便于提高调节螺杆161位置的准确性，便于操作人员调节位置，在调节螺杆161上设置有刻度线，调节时依据刻度线所示数值作为参考，调节便捷可靠，缩短调节时间，提高效率。

请结合图2、图4和图5，本实施例中，可选的，万向传动模块300包括传动件310、第一转动轴320和第二转动轴330。传动件310设置为矩形框结构，传动件310包括依次首尾连接的第一板体311、第二板体312、第三板体313和第四板体314，第一板体311和第三板体313在第一方向001上平行间隔排布，第二板体312和第四板体314在第三方向003上平行间隔排布，其中，第一方向001、第二方向002和第三方向003两两垂直。第一板体311上设置有第一固定孔315，第三板体313上设置有第二固定孔316，第一固定孔315和第二固定孔316同轴设置。第二板体312上设置有第四定位孔317，第四板体314上设置有第五定位孔318，第四定位孔317和第五定位孔318同轴设置，第四定位孔317和第五定位孔318内均可以设置轴承。第一转动轴320的两端分别插接在第一定位孔131和第三定位孔141内的轴承内，与基体100绕自身轴线可转动地连接。第二转动轴330的两端分别插接在第四定位孔317和第五定位孔318内的轴承内，绕自身轴线与传动件310可转动地连接。并且，第一转动轴320和第二转动轴330垂直交叉且固定连接，例如，第一转动轴320可以套接在第二转动轴330外且二者通过插销固定连接。如此，传动件310和第二转动轴330能够在第一转动轴320的带动下相对于基体100绕第一转动轴320的轴线转动，传动件310还能够单独相对于第二转动轴330转动。通过第一转动轴320和第二转动轴330的配合，能够实现传动件310在360°范围内任意摆动。同时，操作手柄200与传动件310连接，从而能够满足操作手柄200在360°范围内任意摆动。

进一步的，第三板体313上的第二固定孔316中设置有第二万向节319，弹性件600远离第一万向节164的一端与第二万向节319连接，在初始状态下，弹性件600处于被拉伸的状态，使传动件310受到从顶板110向底板120的一个作用力。通过第一万向节164和第二万向节319的配合，能够使弹性件600的弹力被分解在第二方向002和第三方向003上，从而在操作人员施力于操作手柄200使其相对于基体100摆动时受到弹性件600反馈的力，产生阻尼效果。

进一步的，第一转动轴320上套接有第一齿结构321，第一齿结构321为扇形齿轮。第一齿结构321与第一转动轴320在第一转动轴320的周向上相对固定，且第一齿结构321位于第一侧板130远离第二侧板140的一侧，也即第一齿结构321位于基体100外侧，便于拆装。对应的，角度检测模块包括第一角度感应传感器400和第二角度感应传感器500，第一角度感应传感器400用于检测传动件310绕第一转动轴320的轴线转动的角度；第二角度感应传感器用于检测传动件310绕第二转动轴330的轴线转动的角度。第一角度感应传感器400设于第一侧板130上，第一角度感应传感器400配置有第二齿结构410，第二齿结构410与第二定位孔132可转动地连接，并且第一齿结构321和第二齿结构410啮合，如此操作手柄200将扭矩传递至万向传动装置使其绕第一转动轴320的轴线转动时，第一齿结构321带动第二齿结构410转动，第二齿结构410转动的角度通过第一角度感应传感器400获取。同时，第二板体312上设置有第三齿结构340，第二转动轴330外固定有连接板350，第二角度感应传感器500设于连接板350上，第二角度感应传感器500配置有第四齿结构510，第四齿结构510和第三齿结构340啮合。当操作手柄200带动传动件310绕第二转动轴330转动时，第三齿结构340将扭矩传递至第四齿结构510，从而通过第二角度感应传感器500获取第四齿结构510的角度参数。

请结合图1，本实施例中，可选的，操作手柄200包括握持部210、连接杆220和折叠罩230，握持部210与连接杆220连接，连接杆220插接在第一固定孔315内与第一板体311固定连接，折叠罩230同时连接于握持部210与基体100的顶板110，折叠罩230能在握持部210相对于基体100摆动自适应调整折叠状态。应当理解，折叠罩230可以设置为橡胶件，采用现有公知结构即可，能够适应握持部210相对于基体100的运动，且始终保持封闭握持部210与基体100之间的间隙，密封性高。

本实施例中，需要说明的是，弹性件600可以是弹簧或橡胶件等。例如，本实施例中，弹性件600为拉簧，弹性件600的两端均有挂钩610，利用挂钩610分别与第一万向节164和第二万向节319连接，拆装方便快捷。

本实施例提供了一种模拟飞行侧操作杆组件，利用弹性件600模拟操作手柄200运动时受到的阻尼，弹性件600的拆装方便，降低维护成本。同时，能够根据需要调节弹性件600的初始弹力，从而适应不同操作人员对于阻尼的需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (10)

1.一种模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于，包括：

基体、操作手柄、万向传动模块、角度检测模块以及弹性件，所述基体上设置有操作口；所述操作手柄通过所述万向传动模块与所述基体活动连接，以使所述操作手柄能相对于基体摆动，所述角度检测模块用于检测所述操作手柄相对于所述基体摆动的角度；所述弹性件同时连接于所述基体以及所述万向传动模块，以在所述操作手柄相对于所述基体摆动时为所述操作手柄提供阻尼；所述弹性件暴露于所述操作口所围成的区域内。

2.根据权利要求1所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述弹性件设置为弹簧或橡胶件。

3.根据权利要求1所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述基体包括底板和调节组件，所述调节组件与所述底板可滑动地连接，所述弹性件同时连接于所述调节组件和所述万向传动模块，所述调节组件用于调节所述弹性件的伸缩量，以调节所述弹性件的弹力。

4.根据权利要求3所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述调节组件包括第一螺母、调节螺杆、第二螺母和第一万向节，所述调节螺杆穿设于所述底板上，所述第一螺母和所述第二螺母均螺接于所述调节螺杆外，所述底板位于所述第一螺母和所述第二螺母之间；所述第一万向节与所述调节螺杆连接，所述弹性件与所述第一万向节连接。

5.根据权利要求4所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述调节螺杆上设置有刻度线。

6.根据权利要求1所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述万向传动模块包括传动件、第一转动轴和第二转动轴，所述操作手柄与所述传动件连接，所述传动件与所述第一转动轴绕所述第一转动轴的轴线可转动地连接，所述第一转动轴与所述第二转动轴垂直设置且固定连接，所述第二转动轴与所述基体绕自身轴线可转动地连接；

所述弹性件通过第二万向节与所述传动件连接。

7.根据权利要求6所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述角度检测模块包括第一角度感应传感器和第二角度感应传感器，所述第一角度感应传感器用于检测所述传动件绕所述第一转动轴的轴线转动的角度；所述第二角度感应传感器用于检测所述传动件绕所述第二转动轴的轴线转动的角度。

8.根据权利要求7所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述传动件上设置有与所述第一转动轴同轴设置的第一齿结构，所述第一转动轴上设置有定位板，所述第一角度感应传感器与所述定位板绕与所述第一转动轴平行的轴线可转动地连接，所述第一角度感应传感器上设置有第二齿结构，所述第一齿结构与所述第二齿结构啮合。

9.根据权利要求7所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述第二转动轴外套接有第三齿结构，所述第二角度感应传感器与所述传动件绕与所述第二转动轴平行的轴线可转动地连接，所述第二角度感应传感器上设置有第四齿结构，所述第三齿结构与所述第四齿结构啮合。

10.根据权利要求1所述的模拟飞行侧操作杆组件，其特征在于：

所述操作手柄包括握持部、连接杆和折叠罩，所述握持部与所述连接杆连接，所述连接杆与所述万向传动模块连接，所述折叠罩同时连接于所述握持部与所述基体，所述折叠罩能在所述握持部相对于所述基体摆动自适应调整折叠状态。

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