本發(fā)明涉及飛行模擬器技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種并聯(lián)式飛行訓練模擬器。
背景技術(shù):
隨著人類技術(shù)的不斷發(fā)展,人類探索的領(lǐng)域也在不斷的擴展。航天航空技術(shù)都在不斷的進步之中。在對天空的探索中,不可避免的會有各種設(shè)備裝備在極端的環(huán)境下工作。而這些設(shè)備的造價必將非常昂貴,所以在實際應(yīng)用前必須做大量的仿真模擬實驗,以達到安全標準。隨著地面模擬仿真技術(shù)的不斷完善,很多天空實驗都在陸地進行。
飛行訓練模擬器可以復現(xiàn)空中飛行環(huán)境,主要用于飛行器的設(shè)計、研究、實驗、飛行員的訓練及教學等方面。為研制新型飛行器和訓練飛行員提供有力的技術(shù)支持,具有安全、經(jīng)濟、可重復使用及全天候等優(yōu)點,是國家發(fā)展航空事業(yè)的重要支撐裝備之一。飛行模擬器技術(shù)隨著仿真技術(shù)和航空事業(yè)的發(fā)展而同步發(fā)展。目前,以Stewart并聯(lián)機構(gòu)為機械本體的六自由度民航飛行模擬運動平臺的生產(chǎn)和設(shè)計已趨向標準化、系列化。
而眾所周知的并聯(lián)機構(gòu)具有剛度大、機構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強、精度高、運動慣性小、反解控制簡單的特點。目前,并聯(lián)模擬運動臺廣泛地用于飛機、艦船及汽車等的運動模擬仿真。但是大多數(shù)的仿真器具有外形大、工作空間小、工作角度范圍小等問題。尤其對大型仿真器成本高且不易維護,所以大角度全姿態(tài)并聯(lián)模擬飛行是研究熱點。提高運動模擬器的運動姿態(tài)運動范圍是關(guān)鍵問題之一。發(fā)明名稱為一種軸線無匯交的對稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)的中國專利(專利號:專利CN102626919A)提出了一種軸線無匯交的對稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu),該發(fā)明各分支無軸線匯交,大大降低了制造難度,但是由于分支比較分散,造成機構(gòu)體積大,工作空間比較小。專利名稱為兩自由度并聯(lián)機構(gòu)的中國專利(專利號:CN102147046A)提出的兩自由度并聯(lián)機構(gòu)可實現(xiàn)解耦兩自由度運動,運動性能優(yōu)良,易于控制,但是驅(qū)動電機的布置造成系統(tǒng)的動力學性能差,慣性力大,承載能力不高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對上述不足,提出了一種體積小、易控制、承載能力強、可實現(xiàn)空間大角度范圍運動姿態(tài)的并聯(lián)式飛行訓練模擬器。
本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案:
一種并聯(lián)式飛行訓練模擬器,包括六條結(jié)構(gòu)相同的并聯(lián)的驅(qū)動支鏈、動平臺和定平臺支架,動平臺呈六邊形,每條驅(qū)動支鏈包括滑軌、滑塊、液壓缸、液壓桿、第一球鉸和第二球鉸,第一球鉸安裝于液壓缸的底部且與滑塊相連,第二球鉸安裝于液壓桿的頂部且與動平臺相連,定平臺支架上設(shè)有六條滑軌,每一滑塊設(shè)置于一條滑軌上,第二球鉸的中心在動平臺上形成正六邊形設(shè)置。
優(yōu)選地,每條所述滑軌位于定平臺支架的一條邊上。
優(yōu)選地,所述第一球鉸和第二球鉸在空間中均具有三個轉(zhuǎn)動自由度。
優(yōu)選地,當并聯(lián)式飛行訓練模擬器處于工作狀態(tài)時,各液壓桿在液壓缸中伸縮滑動,滑塊在滑軌上來回滑動,進而帶動動平臺實現(xiàn)各種姿態(tài)運動;
當處于平穩(wěn)飛行模擬姿態(tài)時,動平臺處于和水平面平行的狀態(tài)下水平運動;
當處于俯仰加速提升模擬飛行姿態(tài)時,動平臺在與水平面成0°~90°的范圍內(nèi)進行向上的加速提升運動;
當處于俯沖飛行模擬姿態(tài)時,動平臺在與水平面成0°~90°的范圍內(nèi)進行向下的俯沖運動;
當處于急轉(zhuǎn)飛行模擬姿態(tài)時,動平臺在與水平面成-30°~30°的范圍內(nèi)沿著水平面進行橫向急轉(zhuǎn)運動;
當處于大角度偏轉(zhuǎn)飛行模擬姿態(tài)時,動平臺在與水平面成-90°~90°的范圍內(nèi)沿著橫向軸進行側(cè)向轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明具有如下有益效果:結(jié)構(gòu)簡單,占用體積小,工作空間大,有靈活的運動控制,運動姿態(tài)角度范圍大,能夠?qū)崿F(xiàn)大角度的俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏轉(zhuǎn)等復雜極限的飛行姿態(tài)模擬訓練,存在冗余驅(qū)動,能夠克服奇異位形;驅(qū)動支鏈采用液壓缸驅(qū)動,在其工作空間內(nèi)性能穩(wěn)定,在承受負載時仍具有較高的動態(tài)響應(yīng),易于安裝和維護。
附圖說明
圖1為并聯(lián)式飛行訓練模擬器平穩(wěn)飛行模擬姿態(tài)示意圖;
圖2為并聯(lián)式飛行訓練模擬器俯仰加速提升飛行模擬姿態(tài)示意圖;
圖3為并聯(lián)式飛行訓練模擬器俯沖飛行模擬姿態(tài)示意圖;
圖4為并聯(lián)式飛行訓練模擬器急轉(zhuǎn)飛行模擬姿態(tài)示意圖;
圖5為并聯(lián)式飛行訓練模擬器大角度偏轉(zhuǎn)飛行模擬姿態(tài)示意圖。
其中,1為滑軌,2為滑塊,3為第一球鉸,4為液壓缸,5為液壓桿,6為第二球鉸,7為動平臺。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步說明:
如圖1-5所示,一種并聯(lián)式飛行訓練模擬器,包括六條結(jié)構(gòu)相同的并聯(lián)的驅(qū)動支鏈、動平臺7和定平臺支架,動平臺7呈六邊形,每條驅(qū)動支鏈包括滑軌1、滑塊2、液壓缸4、液壓桿5、第一球鉸3和第二球鉸6,第一球鉸3安裝于液壓缸4的底部且與滑塊2相連,第二球鉸6安裝于液壓桿5的頂部且與動平臺7相連,每一滑塊2設(shè)置于一條滑軌1上,第二球鉸6的中心在動平臺7上形成正六邊形設(shè)置。
每條滑軌1位于定平臺支架的一條邊上。其中兩條滑軌位于定平臺支架的豎直邊上,兩條滑軌位于定平臺支架的底面邊上,兩條滑軌位于定平臺支架的頂面邊上。
第一球鉸3和第二球鉸6在空間中均具有三個轉(zhuǎn)動自由度。
當并聯(lián)式飛行訓練模擬器處于工作狀態(tài)時,各液壓桿在液壓缸中伸縮滑動,滑塊在滑軌上來回滑動,進而帶動動平臺實現(xiàn)各種姿態(tài)運動;
如圖1所示,當處于平穩(wěn)飛行模擬姿態(tài)時,動平臺7處于和水平面平行的狀態(tài)下水平運動;
如圖2所示,當處于俯仰加速提升模擬飛行姿態(tài)時,動平臺7在與水平面成0°~90°的范圍內(nèi)進行向上的加速提升運動;
如圖3所示,當處于俯沖飛行模擬姿態(tài)時,動平臺7在與水平面成0°~90°的范圍內(nèi)進行向下的俯沖運動;
如圖4所示,當處于急轉(zhuǎn)飛行模擬姿態(tài)時,動平臺7在與水平面成-30°~30°的范圍內(nèi)沿著水平面進行橫向急轉(zhuǎn)運動;
如圖5所示,當處于大角度偏轉(zhuǎn)飛行模擬姿態(tài)時,動平臺7在與水平面成-90°~90°的范圍內(nèi)沿著橫向軸進行側(cè)向轉(zhuǎn)動。
當然,上述說明并非是對本發(fā)明的限制,本發(fā)明也并不僅限于上述舉例,本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換,也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。