專利名稱：飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛行模擬器的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作機(jī)械結(jié)構(gòu)，特別是涉及飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
飛行模擬器的所謂模擬，就是用一個(gè)系統(tǒng)模仿另一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程。它通過(guò)操作人員與模擬系統(tǒng)和工作環(huán)境的相互配合，復(fù)現(xiàn)出真實(shí)系統(tǒng)的各種特性。模擬化訓(xùn)練，就是綜合運(yùn)用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代仿真技術(shù)，對(duì)未來(lái)環(huán)境、行動(dòng)、過(guò)程以及性能等進(jìn)行描述和模擬，使受訓(xùn)者得到接近真實(shí)環(huán)境鍛煉的高度模擬化的訓(xùn)練體驗(yàn)。利用飛行模擬器訓(xùn)練，具有提高訓(xùn)練效率，節(jié)省訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，保證飛行安全，減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)。因此，當(dāng)今世界各國(guó)都非常重視利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高訓(xùn)練效益，大都建有自己的模擬系統(tǒng)。對(duì)日常應(yīng)用及突·發(fā)情況處理進(jìn)行提前模擬，已經(jīng)是一種很普遍的做法。模擬系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上就是“實(shí)驗(yàn)室”。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，可以利用模擬的環(huán)境進(jìn)行策略和計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)其效果、檢測(cè)其缺陷，并評(píng)估系統(tǒng)效能、啟發(fā)新的應(yīng)用思想。飛行模擬訓(xùn)練就是要給飛行員構(gòu)建一個(gè)虛擬的“真實(shí)”環(huán)境。我們指的環(huán)境主要分兩部分首先是機(jī)器環(huán)境，即飛機(jī)座艙、設(shè)備等；其次是外部環(huán)境，主要指自然條件、地理?xiàng)l件、敵我雙方情況等。在機(jī)器環(huán)境方面，對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)感(如加速度、座椅抖振等)的模擬是比較關(guān)鍵的技術(shù)；對(duì)飛機(jī)設(shè)備(主要是座艙中的儀表、操作設(shè)備和綜合顯示系統(tǒng))的模擬也比較重要，對(duì)飛行員來(lái)說(shuō)，座艙必須要有真實(shí)感和現(xiàn)場(chǎng)感。目前國(guó)際通用的是6自由度飛行摸擬器。系統(tǒng)的主要部件是基于HPR原理的氣動(dòng)并行平臺(tái)，它有著3個(gè)自由度，可沿著縱軸平移(升降)，并且可沿兩個(gè)橫向軸旋轉(zhuǎn)(橫擺和縱擺)。在真實(shí)模擬人體在飛行過(guò)程當(dāng)中的感受時(shí)，受到了設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，無(wú)法完成絕大多數(shù)飛行動(dòng)作時(shí)的真實(shí)人體感受、及重力場(chǎng)的變化。傳統(tǒng)的模擬器，在完成各種動(dòng)作及特技時(shí)，座位均保持不動(dòng)，個(gè)別高檔的產(chǎn)品，僅僅可以模擬一定的小幅度傾角的感覺(jué)，無(wú)法模擬近似的人體真實(shí)感覺(jué)，如同玩電子游戲。本模擬器的機(jī)械部分，可適用于當(dāng)今各種飛行器的模擬練習(xí)?？梢阅M固定翼飛機(jī)的起飛、降落、倒飛、失速、尾旋、各種迎角、眼鏡蛇機(jī)動(dòng)、側(cè)飛、連續(xù)翻滾等高難度的特技動(dòng)作。同時(shí)可以模擬在各種不同的飛行狀態(tài)下，對(duì)人體在重力場(chǎng)變化的真實(shí)感受和在這種變化時(shí)的反應(yīng)及適應(yīng)性。對(duì)民航客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)的模擬訓(xùn)練提供更真實(shí)、更貼近真實(shí)環(huán)境感受的模擬訓(xùn)練環(huán)境。也可以模擬直升機(jī)的“0型著陸〃、“躍升〃、“俯沖〃、“大坡度盤旋(直升機(jī)超過(guò)45°角傾斜姿態(tài)進(jìn)行盤旋的動(dòng)作)〃、“蛇形機(jī)動(dòng)〃、“涅斯捷羅夫翻轉(zhuǎn)〃、“殷麥曼翻轉(zhuǎn)”、“死斤斗”、“橫滾”、萊維斯曼機(jī)動(dòng)等所以高難度飛行機(jī)動(dòng)動(dòng)作。在逼真模擬民用、軍用、搶險(xiǎn)救災(zāi)飛行的高難度動(dòng)作中，有當(dāng)今現(xiàn)有模擬器不可比擬的仿真動(dòng)作感受的效果。本結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用到航天飛機(jī)、高空飛艇、動(dòng)力滑翔等飛行器的模擬飛行練習(xí)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用該飛行模擬器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，進(jìn)行飛行訓(xùn)練，具有提高訓(xùn)練效率，節(jié)省訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，保證飛行安全，減少環(huán)境污染，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。采用的技術(shù)方案是
飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)采用陀螺儀式的多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，包括底座、X向支撐軸、Z向支撐軸、Y向支撐軸、Z向伺服電機(jī)、X向伺服電機(jī)、模擬器駕駛艙、Y向伺服電機(jī)、內(nèi)環(huán)、外環(huán)、中心環(huán)。所述的外環(huán)、內(nèi)環(huán)和中心環(huán)依次向內(nèi)縮小，底座與外環(huán)固定連接。外環(huán)上的X向伺服電機(jī)和X向支撐軸共同連接Y向支撐軸，用于控制X向旋轉(zhuǎn)。Y向支撐軸上的Y向伺服電機(jī)和Y向支撐軸與X向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接中心環(huán)，用于控制Y向旋轉(zhuǎn)。中心環(huán)上的Z向伺服電機(jī)和Z向支撐軸與Y向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接模擬器駕駛艙，用于控制Z向旋轉(zhuǎn)。模擬器駕駛艙即在三維坐標(biāo)中繞Z、Y、Z三個(gè)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬出飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)變化情況。上述的內(nèi)環(huán)、中心環(huán)的上下兩側(cè)，分別安裝有可拆卸的，供X向伺服電機(jī)和Y向伺·服電機(jī)使用的電池組，在模擬器駕駛艙中安裝供Z向伺服電機(jī)和模擬艙內(nèi)設(shè)備使用的電池組，外環(huán)由于不需要運(yùn)動(dòng)，所以電源直接使用標(biāo)準(zhǔn)的外部電源。上述的X向伺服電機(jī)和Y向伺服電機(jī)與模擬器駕駛艙中的驅(qū)動(dòng)器，用無(wú)線收發(fā)設(shè)備進(jìn)行通訊控制，Z向伺服電機(jī)在模擬艙內(nèi)，可以直接使用有線方式連接驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)行控制。本發(fā)明與以往的飛行模擬器的萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作機(jī)械結(jié)構(gòu)有本質(zhì)的區(qū)別機(jī)械結(jié)構(gòu)上采用，類似于陀螺儀的多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)；伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的控制線，采用無(wú)線收發(fā)方式，克服了飛行模擬器的連續(xù)萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作機(jī)械結(jié)構(gòu)中，無(wú)法使用傳統(tǒng)的各種線纜(使用會(huì)導(dǎo)致線纜斷裂)的弊端；其他的電子設(shè)備、電池組及操作裝置均安裝于中心環(huán)形軸線上的模擬器駕駛艙中。具有提高訓(xùn)練效率，節(jié)省訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，保證飛行安全，減少環(huán)境污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的俯視圖。圖3是本發(fā)明采用陀螺儀式結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)采用陀螺儀式(見(jiàn)圖3)的多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，包括底座1、X向支撐軸2、Z向支撐軸3、Y向支撐軸4、Z向伺服電機(jī)5、X向伺服電機(jī)6、模擬器駕駛艙7、Y向伺服電機(jī)8、內(nèi)環(huán)9、外環(huán)10、中心環(huán)11 (見(jiàn)圖I、圖2)。所述的外環(huán)10、內(nèi)環(huán)9和中心環(huán)11依次向內(nèi)縮小，底座I與外環(huán)10固定連接。外環(huán)10上的X向伺服電機(jī)6和X向支撐軸2共同連接Y向支撐軸4，用于控制X向旋轉(zhuǎn)。Y向支撐軸4上的Y向伺服電機(jī)8和Y向支撐軸4與X向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接中心環(huán)11，用于控制Y向旋轉(zhuǎn)。中心環(huán)11上的Z向伺服電機(jī)5和Z向支撐軸3與Y向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接模擬器駕駛艙7，用于控制Z向旋轉(zhuǎn)。模擬器駕駛艙即在三維坐標(biāo)中繞Z、Y、Z三個(gè)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬出飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)變化情況。所述內(nèi)環(huán)9、中心環(huán)11的上下兩側(cè)，分別安裝有可拆卸的，供X向伺服電機(jī)6和Y向伺服電機(jī)8使用的電池組,在模擬器駕駛艙7中安裝供Z向伺服電機(jī)5和模擬艙內(nèi)設(shè)備使用的電池組，外環(huán)由于不需要運(yùn)動(dòng)，所以電源直接使用標(biāo)準(zhǔn)的外部電源。所述X向伺服電機(jī)6和Y向伺服電機(jī)8與模擬器駕駛艙7中的驅(qū)動(dòng)器，用無(wú)線收發(fā)設(shè)備進(jìn)行通訊控制，Z向伺服電機(jī)5在模擬艙內(nèi)，可以直接使用有線方式連接驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)行控制，所述構(gòu)成飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)?！?br> 權(quán)利要求
1.飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括底座(l)、x向支撐軸(2)、z向支撐軸(3)、Y向支撐軸(4)、Z向伺服電機(jī)(5)、X向伺服電機(jī)(6)、模擬器駕駛艙(7)、Y向伺服電機(jī)(8)、內(nèi)環(huán)(9)、外環(huán)(10)、中心環(huán)(11)，其特征在于所述的底座(I)與外環(huán)(10)固定連接，外環(huán)(10)上的X向伺服電機(jī)(6)和X向支撐軸(2)共同連接Y向支撐軸(4)，用于控制X向旋轉(zhuǎn)；Y向支撐軸(4)上的Y向伺服電機(jī)(8)和Y向支撐軸(4)與X向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接中心環(huán)(11)，用于控制Y向旋轉(zhuǎn)；中心環(huán)(11)上的Z向伺服電機(jī)(5)和Z向支撐軸(3)與Y向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接模擬器駕駛艙(7)，用于控制Z向旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)環(huán)(9)、中心環(huán)(11)的上下兩側(cè)，分別安裝有可拆卸的，供X向伺服電機(jī)(6)和Y向伺服電機(jī)(8 )使用的電池組，在模擬器駕駛艙(7 )中安裝供Z向伺服電機(jī)(5 )和模擬艙內(nèi)設(shè)備使用的電池組，外環(huán)由于不需要運(yùn)動(dòng)，所以電源直接使用標(biāo)準(zhǔn)的外部電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的X向伺服電機(jī)(6)和Y向伺服電機(jī)(8)與模擬器駕駛艙(7)中的驅(qū)動(dòng)器，用無(wú)線收發(fā)設(shè)備進(jìn)行通訊控制，Z向伺服電機(jī)(5)在模擬艙內(nèi)，可以直接使用有線方式連接驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)行控制。
全文摘要
飛行模擬器多軸無(wú)線運(yùn)動(dòng)方法的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)采用陀螺儀式的多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)、中心環(huán)、底座、伺服電機(jī)、模擬器駕駛艙、供電系統(tǒng)和無(wú)線收發(fā)設(shè)備。底座與外環(huán)固定連接。外環(huán)上的X向伺服電機(jī)和X向支撐軸共同連接Y向支撐軸，用于控制X向旋轉(zhuǎn)。Y向支撐軸上的Y向伺服電機(jī)和Y向支撐軸與X向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接中心環(huán)，用于控制Y向旋轉(zhuǎn)。中心環(huán)上的Z向伺服電機(jī)和Z向支撐軸與Y向錯(cuò)開90°，向內(nèi)連接模擬器駕駛艙，用于控制Z向旋轉(zhuǎn)。模擬器駕駛艙即在三維坐標(biāo)中繞Z、Y、Z三個(gè)軸向轉(zhuǎn)動(dòng),模擬出飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)變化情況。本發(fā)明具有提高訓(xùn)練效率，節(jié)省訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，保證飛行安全，減少污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B9/08GK102789709SQ20121029724
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者徐強(qiáng) 申請(qǐng)人:徐強(qiáng)