平视显示器的安装机构及方法与流程

1.本发明涉及飞行模拟技术领域，尤其涉及一种平视显示器的安装机构，以及一种平视显示器的安装方法。


背景技术：

2.平视显示器(head up display)是航天器上的飞行辅助仪器，其主要作用是将飞行方向图标等飞行相关的重要信息投射在飞行员的眼点位置上，以便飞行员轻易地将前方视景景象和hud显示的信息融合在一起，从而降低飞行员低头查看资料的频率，并避免注意力中断。
3.然而，在航天飞行技术领域，传统平视显示器的安装是通过整机厂的精密设备来保证其安装精度的，不仅成本高，而且耗时久，因而不适合直接挪用到飞行模拟机的平视显示模拟应用中。反之，若随意设置平视显示器的安装位置，或在平视显示器的安装过程中出现安装位置偏移目标位置的情况，又会导致飞行方向图标与飞行视景出现位置/角度偏移的情况，从而影响飞行员的正常训练及测试。
4.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种平视显示器的安装技术，用于低成本、快捷地将平视显示器定位到全动模拟机座舱中的正确位置，以满足飞行员的正常训练及测试需求。


技术实现要素：

5.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
6.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种平视显示器的安装机构，以及一种平视显示器的安装方法，能够低成本、快捷地将平视显示器定位到全动模拟机座舱中的正确位置，以满足飞行员的正常训练及测试需求。
7.具体来说，本发明的第一方面提供的上述平视显示器的安装机构包括底座、翻滚轴调节机构、俯仰轴调节机构，以及hud安装座。所述底座固定连接模拟机的机舱内部的第一位置。所述翻滚轴调节机构用于调节hud安装座的翻滚轴角度。所述俯仰轴调节机构用于所述调节所述hud安装座的俯仰轴角度。所述hud安装座经由所述翻滚轴调节机构及所述俯仰轴调节机构连接所述底座，并具备固定连接经纬仪的第一接口，以及固定连接所述平视显示器的第二接口。所述经纬仪经由所述第一接口安装在所述hud安装座，并朝向所述模拟机的视景屏幕，以指示所述平视显示器的当前位置与目标位置的翻滚轴角度差异及俯仰轴角度差异。
8.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述安装机构还包括平移调节机构，用于调节所述hud安装座的平移位置。所述hud安装座还经由所述平移调节机构连接所述底座。
9.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述平移调节机构包括x轴调节机构、y轴调节机构、z轴调节机构中的一者或多者。
10.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述安装机构还包括所述经纬仪。所述经纬仪朝向所述模拟机的视景屏幕的校核基准标识，经由其十字标点与所述校核基准标识的偏差来指示所述平视显示器的当前位置与所述目标位置的翻滚轴角度差异、俯仰轴角度差异、x轴差异、y轴差异和/或z轴差异。
11.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述hud安装座经由所述第二接口可拆卸地连接所述平视显示器的第三位置。所述安装机构还包括固定机构，其第一端连接所述模拟机的机舱内部的第二位置，而其第二端连接位于所述目标位置的平视显示器的第四位置，用于在所述第三位置脱离所述第二接口后，将所述平视显示器固定在所述目标位置。
12.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第一位置包括所述模拟机的机舱内部的驾驶员座椅的固定螺纹孔。所述第二位置包括所述驾驶员座椅上方的机舱顶面的hud安装孔。
13.此外，根据本发明的第二方面提供的上述平视显示器的安装方法包括以下步骤：将底座固定连接到模拟机的机舱内部的第一位置，其中，所述底座经由翻滚轴调节机构及俯仰轴调节机构连接hud安装座；将经纬仪安装到所述hud安装座，并使其朝向所述模拟机的视景屏幕，以指示所述平视显示器的当前位置与目标位置的翻滚轴角度差异及俯仰轴角度差异；根据所述翻滚轴角度差异调节所述翻滚轴调节机构，和/或根据所述俯仰轴角度差异调节所述俯仰轴调节机构，以使所述平视显示器的当前位置与所述目标位置重合；以及将所述平视显示器经由所述hud安装座安装到所述目标位置。
14.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述底座还经由平移调节机构连接所述hud安装座。所述经纬仪还指示所述平视显示器的当前位置与目标位置的平移位置差异。所述安装方法还包括以下步骤：根据所述平移位置差异调节所述平移调节机构，以使所述平视显示器的当前位置与所述目标位置重合。
15.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述平移调节机构包括x轴调节机构、y轴调节机构、z轴调节机构中的一者或多者。
16.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述将经纬仪安装到所述hud安装座，并使其朝向所述模拟机的视景屏幕，以指示所述平视显示器的当前位置与目标位置的翻滚轴角度差异及俯仰轴角度差异的步骤包括：使所述经纬仪朝向所述模拟机的视景屏幕的校核基准标识，经由其十字标点与所述校核基准标识的偏差来指示所述平视显示器的当前位置与所述目标位置的翻滚轴角度差异、俯仰轴角度差异、x轴差异、y轴差异和/或z轴差异。
17.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述将所述平视显示器经由所述hud安装座安装到所述目标位置的步骤包括：将所述平视显示器的第三位置可拆卸地安装到所述hud安装座，以使所述平视显示器位于所述目标位置；将固定机构的第一端连接到所述模拟机的机舱内部的第二位置，并将其第二端连接到位于所述目标位置的平视显示器的第四位置；以及将所述第三位置脱离所述hud安装座，并经由所述固定机构将所述平视显示器固定在所述目标位置。
18.进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第一位置包括所述模拟机的机舱内部的驾驶员座椅的固定螺纹孔。所述第二位置包括所述驾驶员座椅上方的机舱顶面的hud安
装孔。
附图说明
19.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
20.图1示出了根据本发明的一些实施例中提供的平视显示器的安装机构的结构示意图。
21.图2示出了根据本发明的一些实施例中提供的平视显示器的安装方法的流程示意图。
22.图3a及图3b示出了根据本发明的一些实施例中提供的第一位置的示意图。
23.图4示出了根据本发明的一些实施例中提供的平视显示信息的界面示意图。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。
26.另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
27.能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
28.如上所述，在航天飞行技术领域，传统平视显示器的安装是通过整机厂的精密设备来保证其安装精度的，不仅成本高，而且耗时久，因而不适合直接挪用到飞行模拟机的平视显示模拟应用中。反之，若随意设置平视显示器的安装位置，或在平视显示器的安装过程中出现安装位置偏移目标位置的情况，又会导致飞行方向图标与飞行视景出现位置/角度偏移的情况，从而影响飞行员的正常训练及测试。
29.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种平视显示器的安装机构，
以及一种平视显示器的安装方法，能够低成本、快捷地将平视显示器定位到全动模拟机座舱中的正确位置，以满足飞行员的正常训练及测试需求。
30.请参考图1，图1示出了根据本发明的一些实施例中提供的平视显示器的安装机构的结构示意图。
31.如图1所示，在本发明的一些实施例中，平视显示器的安装机构包括底座7、翻滚轴调节机构3、俯仰轴调节机构2，以及hud安装座1。该底座1固定连接模拟机的机舱内部的第一位置。该翻滚轴调节机构用于调节hud安装座1的翻滚轴角度。该俯仰轴调节机构2用于调节hud安装座1的俯仰轴角度。该hud安装座1经由该翻滚轴调节机构3及俯仰轴调节机构2连接底座7，并具备固定连接经纬仪的第一接口11，以及固定连接平视显示器的第二接口12。经纬仪可以经由该第一接口11安装在hud安装座1，并朝向模拟机的视景屏幕，以指示平视显示器的当前位置与目标位置的翻滚轴角度差异及俯仰轴角度差异。
32.通过配置该翻滚轴调节机构3、该俯仰轴调节机构2，以及固定连接经纬仪的第一接口11，本发明可以根据经纬仪指示的翻滚轴角度差异调节翻滚轴调节机构3，并经纬仪指示的俯仰轴角度差异调节俯仰轴调节机构2，以使安装于hud安装座1的第二接口12的平视显示器低成本、快捷地定位到全动模拟机座舱中的正确位置，从而满足飞行员的正常训练及测试需求。
33.进一步地，在图1所示的实施例中，平视显示器的安装机构中还可以优选地配置有平移调节机构，包括但不限于x轴调节机构4、y轴调节机构5、z轴调节机构6中的一者或多者，分别用于调节hud安装座1在模拟机机舱x轴方向、y轴方向和/或z轴方向的平移位置。hud安装座1还可以经由该一个或多个平移调节机构连接底座7。如此，本发明还支持从模拟机机舱的x轴方向、y轴方向和/或z轴方向，平移地调节平视显示器的位置，以使平视显示器低成本、快捷地定位到全动模拟机座舱中的正确位置，从而满足飞行员的正常训练及测试需求。
34.更进一步地，在本发明的一些实施例中，平视显示器的安装机构中还可以优选地配置有经纬仪。该经纬仪可以经由上述第一接口11安装于hud安装座1，并朝向模拟机的视景屏幕的校核基准标识，从而经由其十字标点与校核基准标识的偏差来指示平视显示器的当前位置与目标位置的翻滚轴角度差异、俯仰轴角度差异、x轴差异、y轴差异和/或z轴差异。
35.此外，在本发明的一些实施例中，平视显示器的安装机构还可以优选地包括安装杆、支撑架等硬质结构的固定机构。该固定机构的第一端可以连接模拟机的机舱内部的第二位置，而其第二端连接位于目标位置的平视显示器的第四位置。之后，当技术人员将安装机构的第二接口12从平视显示器的第三位置拆卸脱离，该固定机构可以替代图1所示的多自由度安装机构，将平视显示器固定在目标位置。如此，本发明提供的上述安装机构一方面具有更高的复用性，可以在多台模拟机上重复地安装平视显示器，从而进一步降低平视显示器的安装成本。另一方面，通过采用安装杆、支撑架等硬质结构的固定机构来替代图1所示的多自由度安装机构，本发明具有更高的可靠性，不会因上述俯仰轴调节机构2、翻滚轴调节机构3、x轴调节机构4、y轴调节机构5、z轴调节机构6中的一者或多者受到外力影响，而造成平视显示器安装位置的偏移和/或偏转。
36.进一步地，图1所示的多自由度安装机构与模拟机机舱相连的第一位置，应当与固
定机构与模拟机机舱相连的第二位置不同，才能满足同时连接两者，以实现平视显示器在目标位置的连接关系转换的需求。在本发明的一些实施例中，为了避免额外开孔对模拟机机舱的结构破坏，该第一位置可以选择模拟机的机舱内部的驾驶员座椅的固定螺纹孔，而该第二位置可以选择设于驾驶员座椅上方的机舱顶面的hud安装孔。
37.以下将结合一些安装方法的实施例来描述上述安装机构的工作原理。本领域的技术人员可以理解，这些安装方法的实施例只是本发明提供的一些非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制该安装机构的全部功能或全部工作方式。同样地，该安装机构也只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，不对这些安装方法中各步骤的执行主体或客体构成限制。
38.请参考图2，图2示出了根据本发明的一些实施例中提供的平视显示器的安装方法的流程示意图。
39.如图2所示，在安装平视显示器的过程中，安装者可以首先将安装机构的底座7固定连接到模拟机的机舱内部的第一位置。在一些非限制性的实施例中，该底座7可以经由俯仰轴调节机构2、翻滚轴调节机构3等角度调节机构，和/或x轴调节机构4、y轴调节机构5、z轴调节机构6等平移调节机构，连接hud安装座1。该第一位置可以优选为模拟机的机舱内部的驾驶员座椅的固定螺纹孔。
40.具体请参考图3a及图3b，图3a及图3b示出了根据本发明的一些实施例中提供的第一位置的示意图。
41.如图3a及图3b所示，在安装平视显示器的过程中，安装者可以首先将模拟机机舱中的驾驶员座椅31、32拆卸下来，以露出其下方的固定螺纹孔33。之后，安装者可以将安装机构的底座7通过该固定螺纹孔33固定到机舱的地板上。如此，本发明一方面可以满足平视显示器在目标位置的连接关系转换需求，从而达到以低成本、稳固的固定机构替换多自由度安装机构的效果，另一方面可以避免在机舱内部进行额外开孔，并避免对模拟机机舱的结构破坏。
42.如图2所示，在将安装机构的底座7固定连接到模拟机的机舱内部的第一位置之后，安装者可以将经纬仪安装固定到hud安装座1的第一接口11，并使其朝向模拟机的视景屏幕，以指示平视显示器的当前位置与目标位置的位置差异和/或角度差异。
43.具体来说，在确定平视显示器的当前位置与目标位置的翻滚轴角度差异及俯仰轴角度差异的过程中，安装者可以首先将模拟机视景系统的校核基准功能打开，以在视景屏幕上显示校核基准标识(例如：十字标识)。之后，安装者可以通过经纬仪来观察该校核基准标识，根据经纬仪的十字标点与该校核基准标识之间的位置偏差和/或角度偏差，分别确定平视显示器的当前位置与目标位置的x轴差异、y轴差异、z轴差异等位置差异，和/或翻滚轴角度差异、俯仰轴角度差异等角度差异。
44.进一步地，在确定平视显示器的当前位置与目标位置的位置差异和/或角度差异之后，安装者可以根据x轴差异、y轴差异、z轴差异等平移位置差异，对应地调节x轴调节机构4、y轴调节机构5、z轴调节机构6中的一者或多者，以使经纬仪的十字标点的中心与视景屏幕上的校核基准标识重合，从而确保平视显示器的当前位置在x方向自由度、y方向自由度及z方向自由度，皆与目标位置重合。
45.之后，安装者还可以根据翻滚轴角度差异调节翻滚轴调节机构3，和/或根据俯仰
轴角度差异调节俯仰轴调节机构2，以使经纬仪的十字标点的经线和纬线分别与校核基准标识的经线和纬线重合，从而进一步确保平视显示器的当前位置在俯仰方向的旋转自由度及翻滚方向的旋转自由度，皆与目标位置重合。
46.如图2所示，在定位确定平视显示器的目标位置之后，安装者可以将平视显示器经由hud安装座1的第二接口12安装到该目标位置。进一步地，为了确保安装位置的准确、可靠，在完成平视显示器的安装操作后，安装者还可以通过经纬仪观测视景屏幕上的校核基准标识，以校验支架安装座的空间位置是否已调整到位。
47.更进一步地，为了降低平视显示器的安装成本，并提升平视显示器安装位置的可靠性，在将平视显示器的第三位置安装到hud安装座1的第二接口12之后，安装者还可以优选地将安装杆、支撑架等硬质结构的固定机构的第一端连接到模拟机的机舱内部的第二位置，并将其第二端连接到位于目标位置的平视显示器的第四位置，以实现平视显示器与模拟机机舱的固定连接。在此，该第二位置包括但不限于驾驶员座椅上方的机舱顶面的hud安装孔。之后，安装者可以解除平视显示器的第三位置与hud安装座1的第二接口12的连接，并移除图1所示的多自由度安装机构，从而由固定机构将平视显示器固定在目标位置。再之后，安装者还可以在移除多自由度安装机构之后，将驾驶员座椅31、32安装到固定螺纹孔33，从而恢复模拟机机舱的原始状态，并复用安装多自由度安装机构所用的固定螺纹孔33。
48.通过采用该连接关系转移的安装方案，本发明提供的上述安装机构一方面具有更高的复用性，可以在多台模拟机上重复地安装平视显示器，从而进一步降低平视显示器的安装成本。另一方面，通过采用安装杆、支撑架等硬质结构的固定机构来替代图1所示的多自由度安装机构，本发明具有更高的可靠性，不会因上述俯仰轴调节机构2、翻滚轴调节机构3、x轴调节机构4、y轴调节机构5、z轴调节机构6中的一者或多者受到外力影响，而造成平视显示器安装位置的偏移和/或偏转。
49.请进一步参考图4，图4示出了根据本发明的一些实施例中提供的平视显示信息的界面示意图。
50.如图4所示，在将平视显示器固定到对准视景系统的驾驶员眼点的目标位置之后，模拟机的视景系统可以在飞行模拟的过程中，在视景屏幕上显示天空、地面等飞行模拟视景41。同时，平视显示器可以在飞行模拟的过程中，在视景屏幕上显示飞行方向图标42、机翼图标等飞行相关信息。因此，相比于传统车载hud只需要将其安装到大致范围后即可在挡风玻璃的任意位置上进行数据投影，本发明根据视景系统的驾驶员眼点位置，对平视显示器的安装位置及安装角度进行对准及调节，以实现模拟机hud数据与视景画面的联动，从而为飞行训练提供的飞行方向、俯仰轴角度、翻滚轴角度等准确、可靠的参考信息。
51.尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
52.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一
致的最广范围。