一种驾驶盘操纵杆的制作方法

本实用新型涉及模拟飞行座舱系统中驾驶盘操纵杆结构设计的技术领域，具体是一种驾驶盘操纵杆。

背景技术：

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成的模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真环境，并使用户沉浸到该环境中。

目前，模拟飞行座舱系统由座舱操作系统、HUD系统两个子系统组成，其中座舱操作系统主要由驾驶杆、脚蹬、油门操纵杆、前轮转弯手轮、顶控板、顶控板安装支架、后电子板以及配套的IO采集系统组成，HUD系统主要由HUD主体、HUD安装支架等组成。而在模拟飞行的座舱内，座舱的内部主要由内部操作系统和人机操作界面组成，在内部操作系统上采集的各种开关信号、模拟信号和控制信号主要由I/O采集板卡负责处理，而I/O采集板卡又将信号传输到I/O计算机，然后I/O计算机通过以太网把相关数据发送给其它处理系统。内部操作系统中的驾驶盘操纵杆内的电位器主要用于采集用户的位置信息，并将采集的信号实时发送到I/O计算机（数据交换、信号传递过程参照说明书附图1）。

驾驶盘操纵杆作为模拟飞行座舱系统的操作系统和重要的核心部件之一，其结构的复杂程度、功能的多少以及其造价消耗的多少都是影响其普及使用的重要因素。现有的一些驾驶盘操纵杆结构复杂，造价昂贵，功能受到一定限制，而且其上的电位器经常无法精确地采集与用户机械位置相对应的电压值，从而无法为I/O计算机提供准确的反馈信号，造成I/O计算机和HUD系统的模拟功能失灵、失真，因此不利于推广采用；而且许多现有的驾驶盘操纵杆还存在的一个重要问题是无法自动回中，这种驾驶盘操纵杆经人操纵后无法自动回到初始位置，其往往需要人来手动操作使其回中，或者停止在不确定的位置，这给新使用者造成了极大的不便利。因此，如何设计出一种能够解决上述技术问题的驾驶盘操纵杆是依然是一项重要的研究课题，此外还应具备有不同于现有技术的相关优势，例如：造价低、功能强大、可普及使用等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、造价低、采集精度高、能够自动回中的驾驶盘操纵杆。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种驾驶盘操纵杆，它包括驾驶盘安装板、两个驾驶盘、两个光轴、采集卡、数据采集系统、机械回中结构和I/O计算机处理系统，光轴的一端与驾驶盘固定连接，光轴的轴体穿过驾驶盘安装板上对应的轴孔安装在其上；所述的数据采集系统安装在一个光轴的中段位置，它包括齿轮A、齿轮B、连杆和电位器，连杆的一端开设有轴孔并与一个光轴套装，连杆的另一端与另一个光轴套装，齿轮A固连在光轴上并与连杆的侧面接触，齿轮B安装在连杆的同侧面并与齿轮A啮合，电位器与齿轮B的转轴连接；所述的机械回中结构安装在另一个光轴的中段位置，它包括拨片、弹簧拉杆、尼龙套和拉簧，弹簧拉杆垫着尼龙套与光轴固定连接同时与拨片连接，拨片安装在连杆的侧面上与拉簧的一端连接，拉簧的另一端安装在驾驶盘安装板上；所述的采集卡安装在驾驶盘安装板上，采集卡与电位器连接的同时也与I/O计算机处理系统连接。

所述的驾驶盘安装板为上表面挖有长方形通孔的中空结构，驾驶盘安装板上表面的板面上安装有拉线传感器。

所述的驾驶盘安装板与连杆之间设置有弹簧芯轴，弹簧芯轴上套装有压簧。

所述的机械回中结构还包括有销轴和铜套，铜套通过销轴安装在连杆上，铜套的一个侧面与连杆接触，另一个侧面与拨片接触。

所述的驾驶盘操纵杆还包括同步运动控制装置，同步运动控制装置包括链条和两个链轮，两个链轮分别固定安装于两个光轴上，两个链轮位于远离驾驶盘的光轴的一端，链条则套装在两个链轮上。

所述的弹簧拉杆由光轴带动旋转，拨片由弹簧拉杆推动运动，拉簧又由拨片15推动运动。

所述的拉簧由弹性材料制成，拉簧具有一定的弹性限度，拉簧受到外力作用时能够产生运动，外力退去时，能够自动回到初始位置。

所述的采集卡包含有自动采集数据单元和自动数据收发单元。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型解决了传统的驾驶盘操纵杆采集精度低、回中困难的技术问题，具有较高的采集精度以及能够实现自动回中，同时具有结构紧凑的特点。

2、本实用新型所述的一种驾驶盘操纵杆整体结构相对简单，设计原理通俗易懂，加工方便，制造成本低，可普及性强，应用前景广泛。

附图说明

图1 为座舱机架组件内部系统数据交换关系图；

图2 为本实用新型驾驶盘操纵杆的结构示意图；

图3 为本实用新型所述的数据采集系统的安装结构示意图；

图4 为本实用新型所述的机械回中结构的示意图；

图中，1-齿轮A，2-齿轮B，3-驾驶盘安装板，8-销轴，9-弹簧芯轴，11-铜套，13-连杆，15-拨片，20-驾驶盘，17-拉簧，18-压簧，20-驾驶盘，22-弹簧拉杆，23-尼龙套，24-拉线传感器，26-光轴，28-电位器，29-链条，30-链轮，37-采集卡。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图1-图4所示，一种驾驶盘操纵杆，它包括驾驶盘安装板3、两个驾驶盘20、两个光轴26、采集卡37、数据采集系统、机械回中结构和I/O计算机处理系统，光轴26的一端与驾驶盘20固定连接，光轴26的轴体穿过驾驶盘安装板3上对应的轴孔安装在其上；所述的数据采集系统安装在一个光轴26的中段位置，它包括齿轮A1、齿轮B2、连杆13和电位器28，连杆13的一端开设有轴孔并与一个光轴26套装，连杆13的另一端与另一个光轴26套装，齿轮A1固连在光轴26上并与连杆13的侧面接触，齿轮B2安装在连杆13的同侧面并与齿轮A1啮合，电位器28与齿轮B2的转轴连接；所述的机械回中结构安装在另一个光轴26的中段位置，它包括拨片15、弹簧拉杆22、尼龙套23和拉簧17，弹簧拉杆22垫着尼龙套23与光轴26固定连接同时与拨片15连接，拨片15安装在连杆13的侧面上与拉簧17的一端连接，拉簧17的另一端安装在驾驶盘安装板3上；所述的采集卡37安装在驾驶盘安装板3上，采集卡37与电位器28连接的同时也与I/O计算机处理系统连接。

所述的驾驶盘安装板3为上表面挖有长方形通孔的中空结构，驾驶盘安装板3上表面的板面上安装有拉线传感器24；所述的驾驶盘安装板3与连杆13之间设置有弹簧芯轴9，弹簧芯轴9上套装有压簧18；所述的机械回中结构还包括有销轴8和铜套11，铜套11通过销轴8安装在连杆13上，铜套11的一个侧面与连杆13接触，另一个侧面与拨片15接触；所述的驾驶盘操纵杆还包括同步运动控制装置，同步运动控制装置包括链条29和两个链轮30，两个链轮30分别固定安装于两个光轴26上，两个链轮30位于远离驾驶盘20的光轴26的一端，链条29则套装在两个链轮30上；所述的弹簧拉杆22由光轴26带动旋转，拨片15由弹簧拉杆22推动运动，拉簧17又由拨片15推动运动；所述的拉簧17由弹性材料制成，拉簧17具有一定的弹性限度，拉簧17受到外力作用时能够产生运动，外力退去时，能够自动回到初始位置；所述的采集卡37包含有自动采集数据单元和自动数据收发单元。

本实用新型的工作过程如下：当用户使用本实用新型所述的驾驶盘操纵杆进行模拟飞行时，操作驾驶盘20带动光轴26转动，光轴26带动齿轮A1转动，齿轮A1带动齿轮B2转动，齿轮B2的转轴带动电位器28转动，电位器28将机械运动转换为与用户机械位置相对应的电压值，同时传输给采集卡37，采集卡37接收到该信号后传递给I/O计算机处理系统，从而实现了对与用户机械位置相对应电压值的精确采集；当驾驶盘转动时，同时也带动了连接在光轴26上的弹簧拉杆22转动，弹簧拉杆22推动拨片15运动，拨片15又带动拉簧17转动，当驾驶盘20没有外力作用时，由于受到拉簧17的自身的弹性拉力作用，拉簧17又反过来带动拨片15反向运动以推动弹簧拉杆22回到它的初始位置，从而实现了自动回中。上述过程中，本实用新型所述的驾驶盘操纵杆的采集精度取决了电位器28和采集卡37的精度，而与数据采集系统的结构设计不存在必然关系，因此其与现有的大多数专利技术相比，采集精度自然更高；同时，通过设计机械回中结构也解决了传统的驾驶盘操纵杆无法回中或者回中困难的技术问题；本实用新型整体原理简单，结构设计通俗易懂，因而造价低，自然比较容易实现大批量普及使用；驾驶盘安装板3与连杆13之间设置的弹簧芯轴9以及弹簧芯轴9上套装的压簧18起到了保护整体的作用，其中压簧18起到了减震的作用；本实用新型上还设计的同步运动控制装置，保证了两根光轴26和两个驾驶盘20之间的同步运动。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。