专利名称：飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞行模拟器的万向旋转动作机械结构，特别是涉及飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构。
背景技术：
飞行模拟器的所谓模拟，就是用一个系统模仿另一个系统的过程。它通过操作人员与模拟系统和工作环境的相互配合，复现出真实系统的各种特性。模拟化训练，就是综合运用以计算机技术为核心的现代仿真技术，对未来环境、行动、过程以及性能等进行描述和模拟，使受训者得到接近真实环境锻炼的高度模拟化的训练体验。利用飞行模拟器训练，具有提高训练效率，节省训练经费，保证飞行安全，减少环境污染的优点。因此，当今世界各国都非常重视利用虚拟现实技术提高训练效益，大都建有自己的模拟系统。对日常应用及突·发情况处理进行提前模拟，已经是一种很普遍的做法。模拟系统实质上就是“实验室”。在这个实验室里，可以利用模拟的环境进行策略和计划的实验、预测其效果、检测其缺陷，并评估系统效能、启发新的应用思想。飞行模拟训练就是要给飞行员构建一个虚拟的“真实”环境。我们指的环境主要分两部分首先是机器环境，即飞机座舱、设备等；其次是外部环境，主要指自然条件、地理条件、敌我双方情况等。在机器环境方面，对飞机运动、动感(如加速度、座椅抖振等)的模拟是比较关键的技术；对飞机设备(主要是座舱中的仪表、操作设备和综合显示系统)的模拟也比较重要，对飞行员来说，座舱必须要有真实感和现场感。目前国际通用的是6自由度飞行摸拟器。系统的主要部件是基于HPR原理的气动并行平台，它有着3个自由度，可沿着纵轴平移(升降)，并且可沿两个横向轴旋转(横摆和纵摆)。在真实模拟人体在飞行过程当中的感受时，受到了设备结构的限制，无法完成绝大多数飞行动作时的真实人体感受、及重力场的变化。传统的模拟器，在完成各种动作及特技时，座位均保持不动，个别高档的产品，仅仅可以模拟一定的小幅度倾角的感觉，无法模拟近似的人体真实感觉，如同玩电子游戏。本模拟器的机械部分，可适用于当今各种飞行器的模拟练习。可以模拟固定翼飞机的起飞、降落、倒飞、失速、尾旋、各种迎角、眼镜蛇机动、侧飞、连续翻滚等高难度的特技动作。同时可以模拟在各种不同的飞行状态下，对人体在重力场变化的真实感受和在这种变化时的反应及适应性。对民航客机、运输机、战斗机的模拟训练提供更真实、更贴近真实环境感受的模拟训练环境。也可以模拟直升机的“0型着陆〃、“跃升〃、“俯冲〃、“大坡度盘旋(直升机超过45°角倾斜姿态进行盘旋的动作)〃、“蛇形机动〃、“涅斯捷罗夫翻转〃、“殷麦曼翻转”、“死斤斗”、“横滚”、莱维斯曼机动等所以高难度飞行机动动作。在逼真模拟民用、军用、抢险救灾飞行的高难度动作中，有当今现有模拟器不可比拟的仿真动作感受的效果。本结构也可以应用到航天飞机、高空飞艇、动力滑翔等飞行器的模拟飞行练习
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，利用该飞行模拟器的机械结构，进行飞行训练，具有提高训练效率，节省训练经费，保证飞行安全，减少环境污染，其结构简单，成本低廉。采用的技术方案是
飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，其机械结构采用陀螺仪式的多个环形结构，包括底座、X向支撑轴、Z向支撑轴、Y向支撑轴、Z向伺服电机、X向伺服电机、模拟器驾驶舱、Y向伺服电机、内环、外环、中心环。所述的外环、内环和中心环依次向内缩小，底座与外环固定连接。外环上的X向伺服电机和X向支撑轴共同连接Y向支撑轴，用于控制X向旋转。Y向支撑轴上的Y向伺服电机和Y向支撑轴与X向错开90°，向内连接中心环，用于控制Y向旋转。中心环上的Z向伺服电机和Z向支撑轴与Y向错开90°，向内连接模拟器驾驶舱，用于控制Z向旋转。模拟器驾驶舱即在三维坐标中绕Z、Y、Z三个轴向转动，模拟出飞机的运动变化情况。上述的内环、中心环的上下两侧，分别安装有可拆卸的，供X向伺服电机和Y向伺·服电机使用的电池组，在模拟器驾驶舱中安装供Z向伺服电机和模拟舱内设备使用的电池组，外环由于不需要运动，所以电源直接使用标准的外部电源。上述的X向伺服电机和Y向伺服电机与模拟器驾驶舱中的驱动器，用无线收发设备进行通讯控制，Z向伺服电机在模拟舱内，可以直接使用有线方式连接驱动器，进行控制。本发明与以往的飞行模拟器的万向旋转动作机械结构有本质的区别机械结构上采用，类似于陀螺仪的多个环形结构；伺服电机与驱动器的控制线，采用无线收发方式，克服了飞行模拟器的连续万向旋转动作机械结构中，无法使用传统的各种线缆(使用会导致线缆断裂)的弊端；其他的电子设备、电池组及操作装置均安装于中心环形轴线上的模拟器驾驶舱中。具有提高训练效率，节省训练经费，保证飞行安全，减少环境污染，结构简单，成本低廉的优点。
图I是本发明的结构示意图。图2是图I的俯视图。图3是本发明采用陀螺仪式结构原理图。
具体实施例方式飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，其机械结构采用陀螺仪式(见图3)的多个环形结构，包括底座1、X向支撑轴2、Z向支撑轴3、Y向支撑轴4、Z向伺服电机5、X向伺服电机6、模拟器驾驶舱7、Y向伺服电机8、内环9、外环10、中心环11 (见图I、图2)。所述的外环10、内环9和中心环11依次向内缩小，底座I与外环10固定连接。外环10上的X向伺服电机6和X向支撑轴2共同连接Y向支撑轴4，用于控制X向旋转。Y向支撑轴4上的Y向伺服电机8和Y向支撑轴4与X向错开90°，向内连接中心环11，用于控制Y向旋转。中心环11上的Z向伺服电机5和Z向支撑轴3与Y向错开90°，向内连接模拟器驾驶舱7，用于控制Z向旋转。模拟器驾驶舱即在三维坐标中绕Z、Y、Z三个轴向转动，模拟出飞机的运动变化情况。所述内环9、中心环11的上下两侧，分别安装有可拆卸的，供X向伺服电机6和Y向伺服电机8使用的电池组,在模拟器驾驶舱7中安装供Z向伺服电机5和模拟舱内设备使用的电池组，外环由于不需要运动，所以电源直接使用标准的外部电源。所述X向伺服电机6和Y向伺服电机8与模拟器驾驶舱7中的驱动器，用无线收发设备进行通讯控制，Z向伺服电机5在模拟舱内，可以直接使用有线方式连接驱动器，进行控制，所述构成飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构。·
权利要求
1.飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，包括底座(l)、x向支撑轴(2)、z向支撑轴(3)、Y向支撑轴(4)、Z向伺服电机(5)、X向伺服电机(6)、模拟器驾驶舱(7)、Y向伺服电机(8)、内环(9)、外环(10)、中心环(11)，其特征在于所述的底座(I)与外环(10)固定连接，外环(10)上的X向伺服电机(6)和X向支撑轴(2)共同连接Y向支撑轴(4)，用于控制X向旋转；Y向支撑轴(4)上的Y向伺服电机(8)和Y向支撑轴(4)与X向错开90°，向内连接中心环(11)，用于控制Y向旋转；中心环(11)上的Z向伺服电机(5)和Z向支撑轴(3)与Y向错开90°，向内连接模拟器驾驶舱(7)，用于控制Z向旋转。
2.根据权利要求I所述的飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，其特征在于所述的内环(9)、中心环(11)的上下两侧，分别安装有可拆卸的，供X向伺服电机(6)和Y向伺服电机(8 )使用的电池组，在模拟器驾驶舱(7 )中安装供Z向伺服电机(5 )和模拟舱内设备使用的电池组，外环由于不需要运动，所以电源直接使用标准的外部电源。
3.根据权利要求I所述的飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，其特征在于所述的X向伺服电机(6)和Y向伺服电机(8)与模拟器驾驶舱(7)中的驱动器，用无线收发设备进行通讯控制，Z向伺服电机(5)在模拟舱内，可以直接使用有线方式连接驱动器，进行控制。
全文摘要
飞行模拟器多轴无线运动方法的机械结构，其机械结构采用陀螺仪式的多个环形结构，包括外环、内环、中心环、底座、伺服电机、模拟器驾驶舱、供电系统和无线收发设备。底座与外环固定连接。外环上的X向伺服电机和X向支撑轴共同连接Y向支撑轴，用于控制X向旋转。Y向支撑轴上的Y向伺服电机和Y向支撑轴与X向错开90°，向内连接中心环，用于控制Y向旋转。中心环上的Z向伺服电机和Z向支撑轴与Y向错开90°，向内连接模拟器驾驶舱，用于控制Z向旋转。模拟器驾驶舱即在三维坐标中绕Z、Y、Z三个轴向转动,模拟出飞机的运动变化情况。本发明具有提高训练效率，节省训练经费，保证飞行安全，减少污染，结构简单，成本低廉的优点。
文档编号G09B9/08GK102789709SQ20121029724
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者徐强 申请人:徐强