行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置，其包括驾驶杆仿真单元和脚蹬仿真单元；该驾驶杆仿真单元由手柄、杆体、杆座以及配平滑台组成；该手柄连接在该杆体的顶端，该杆体连接在杆座上，配平滑台设置在该杆座下方。该脚蹬仿真单元包括脚踏板组件、摇臂组件、脚蹬基座以及调整/换挡系统；该踏板组件通过摇臂组件安装在脚蹬基座上；调整/换挡系统用于调节脚蹬行程以及脚蹬仿真单元的位置。本实用新型专利技术可以对驾驶杆和脚蹬行程、驾驶杆杆力及驾驶杆操纵方式进行自适应调整，因此本实用新型专利技术可适用于对多种型号飞机的驾驶杆、脚蹬进行模拟仿真；且本实用新型专利技术具有占用空间小、组装方便、维护简便等特点。

Flight Control Simulator with Adaptive Adjustment of Stroke, Rod Force and Manipulation Mode

【技术实现步骤摘要】
行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置
本技术涉及飞行模拟器驾驶员培训、科普航空教育
，尤其涉及一种行程和杆力及操纵方式可自适应调整的飞行操纵模拟装置。
技术介绍
在飞行操纵系统中，驾驶杆和方向舵脚踏板是最为关键的一部分；会直接影响使用者的操作体验和感受，并且这些部件的操纵响应和杆力特征等会直接影响模拟的逼真程度。因此还原真实飞机驾驶杆、脚蹬的操纵特性和杆力特征成为了模拟器研发中的关键环节。而目前的飞行模拟器一般都存在以下问题：1、模拟器杆力特征对操作者而言，不能达到与真实操纵中的杆力一致或接近的操纵感受，简易模拟系统的驾驶杆构造简陋，只能达到最基础的操纵需求，其活动行程、杆力特征与真实情况完全不一致，不能达到真实的操纵体验。即使是采用飞机原始部件用于模拟，也不能达到在不同飞行状态下对驾驶杆的力回馈变化及操纵品质的变化；2、各种型号驾驶杆、脚蹬无法兼容互换，目前用于飞机模拟的驾驶杆、脚蹬都是一型一杆、一机一杆，某一型号飞机的驾驶杆只能用于该型模拟器的模拟。传统的杆舵无法实现同一个构架兼容多种型号的功能；3、传统驾驶杆、脚蹬的相关部件体积大、结构分散，不便于模块化独立拆装及维护，不适于在小型多用途平台上使用。一些模拟器使用飞机上的真实驾驶杆、脚蹬部件，为了适应这些部件的安装要求，只能将模拟器体积做的很大，因此会占用很大空间。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足之处，本技术提供一种行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置，用于自适应随组式飞行仿真系统，该行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置包括驾驶杆仿真单元和脚蹬仿真单元；所述驾驶杆仿真单元包括手柄、杆体、杆座以及配平滑台；其中，所述杆体包括外壳，所述外壳内部固设有高位横滚通道转轴、两个手腕杆杆力生成弹簧组件以及模式切换电机；手腕杆摇臂通过所述高位横滚通道转轴连接在所述杆体顶端，且与所述手柄通过航空插头和快装接头连接；所述两个手腕杆杆力生成弹簧组件在所述手腕杆摇臂的底部交错分布；所述手腕杆摇臂转动时分别抵压两个手腕杆杆力生成弹簧组件；所述模式切换电机与锁销连接，所述手腕杆摇臂上设置有与所述锁销相匹配的卡口；所述锁销的底部与换挡连杆连接，所述换挡连杆上从上至下依次设置有驾驶杆行程限位滑块、连接头以及连接耳；所述杆座包括驾驶杆行程限位槽座和十字架梁，所述驾驶杆行程限位槽座上设置有多挡驾驶杆行程限位槽，所述十字架梁上安装有万向节结构，所述杆体的底端与所述万向节结构连接，所述连接头上连接有横滚通道输出轴和俯仰通道输出轴，所述横滚通道输出轴和所述俯仰通道输出轴分别穿透所述驾驶杆限位槽座设置；每一所述连接耳上分别连接有一杆力模拟弹簧组件，所述杆力模拟弹簧组件的另一端连接在所述十字架梁的端点；所述配平滑台由两个垂直交叉叠装在一起的电动滑台组成，其中位于上方的电动滑台的滑块与所述十字架梁的底部固定，其滑台基座与下方的电动滑台的滑块连接；所述脚蹬仿真单元包括脚踏板组件、摇臂组件、脚蹬基座以及调整/换挡系统；所述踏板组件包括脚踏板，脚踏板支柱、滑块和滑轨；所述脚踏板与所述脚踏板支柱铰接，所述滑块固定在所述脚踏板支柱下方，所述滑轨设置在所述脚蹬基座上，所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述摇臂组件包括第一叉形摇臂，所述第一叉形摇臂两端分别与两个脚踏板组件连接；且所述第一叉形摇臂通过第一转轴连接在所述脚蹬基座上，所述第一转轴上方设置有第一角度传感器；所述第一叉形摇臂的两端侧面分别抵接有一脚蹬力模拟弹簧组件；所述调整/换挡系统包括脚蹬行程控制机构和脚蹬位置调整机构；所述脚蹬行程控制机构包括电动蜗杆，所述电动蜗杆上连接有脚蹬限位卡块，所述脚蹬限位卡块上设置有限位卡槽；所述脚蹬位置调整机构包括电动推杆，所述电动推杆一端与所述脚蹬仿真单元连接，另一端连接在操作平台上，所述脚蹬仿真单元与所述操作平台滑动连接。进一步地，所述杆力模拟弹簧组件由内层的空气弹簧和设置在所述空气弹簧外侧的机械弹簧组成。进一步地，所述机械弹簧与所述十字架梁连接的一端还连接有第一伺服电缸。进一步地，所述横滚通道输出轴为两个，且两个横滚通道输出轴在所述连接头上相对分布，其中一个横滚通道输出轴连接有第三角度传感器，另一个横滚通道输出轴连接有第一杆力调节组件；所述俯仰通道输出轴为两个，且两个俯仰通道输出轴在所述连接头上相对分布，其中一个俯仰通道输出轴连接有第四角度传感器，另一个俯仰通道输出轴连接有第二杆力调节组件。进一步地，所述第一杆力调节组件和所述第二杆力调节组件均包括：第二叉形摇臂、两个杆力调节弹簧以及杆力调节电缸；所述第二叉形摇臂与所述滚通道输出轴或俯仰通道输出轴连接，两个杆力调节弹簧分布在所述第二叉形摇臂的两侧，所述杆力调节电缸与两个杆力调节弹簧分别连接。进一步地，所述高位横滚通道转轴内安装有第二角度传感器。进一步地，所述手柄的底端设置有快装螺帽，所述手腕杆摇臂的顶端设置有快装螺口；所述手柄和所述手腕杆摇臂通过所述快装螺帽和所述快装螺口连接。进一步地，两个所述脚蹬力模拟弹簧组件通过连杆结构连接，所述连杆结构通过第二转轴连接在所述脚蹬基座上，所述连杆结构还连接有一第二伺服电缸。进一步地，每一所述脚踏板支柱内部分别装有脚踏板弹簧组件和第五角度传感器。进一步地，两个所述脚蹬力模拟弹簧组件采用并列式或错列式的安装方式。本技术涉及的驾驶杆、脚蹬能够根据各种型号的飞机切换驾驶杆、脚蹬的行程、驾驶杆的杆力和通道模式；且各单元模块相对独立、结构紧凑、便于拆装维护。行程控制是使用机械限位的方式，通过换挡机构，自动切换不同型号飞机对应的不同行程范围。杆力控制通过弹簧组件与伺服机构相结合的方式，这样就可以达到无级、无限制的在各种型号的杆力间自由切换。本技术相对于现有技术具有以下优点：1、本技术的飞行操纵模拟装置可以根据飞机型号切换驾驶杆、脚蹬行程、驾驶杆杆力及操作模式；因此可实现同一构架适合多种型号飞机驾驶杆、脚蹬的模拟仿真，结合可更换面板及相应模拟控制软件就可实现不同型号，不同机型的模拟仿真；2、大幅减少模拟设备的采购费用，传统模拟设备基本是只针对一种型号飞机，而本技术的模拟装置一套基础平台可对应多种型号的飞机，适应性远远高于传统模拟设备；3、占地小节省空间，本技术采用模块化集成设计，适合在各种小型平台上使用，不需要大量繁杂的外部设备支持；4、维护简便，模块化设计的单元可轻松实现备用模块整体快拆快装式的更换，无需繁杂的维护检修工作。附图说明图1为本技术实施例提供的驾驶杆仿真单元的结构示意图；图2为本技术实施例提供的驾驶杆仿真单元的另一结构示意图；图3a、3b、3c、3d为本技术实施例提供的杆体的结构示意图；图4为本技术实施例提供的杆座的结构示意图；图5为本技术实施例提供的配平滑台的结构示意图；图6为杆力调节电缸的安装示意图；图7为杆力调节组件的结构示意图；图8为驾驶杆行程档位调节原理图；图9为本技术实施例提供的脚蹬仿真单元的结构示意图；图10为本技术实施例提供的脚踏板组件的结构示意图；图11为本技术实施例提供的摇臂组件的结构示意图；图12为摇臂组件调节脚蹬力的原理示意图；图13为脚蹬行程换挡控制机构的安装位置示意图；图14为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置，其特征在于，所述行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置包括驾驶杆仿真单元和脚蹬仿真单元；所述驾驶杆仿真单元包括手柄、杆体、杆座以及配平滑台；其中，所述杆体包括外壳，所述外壳内部固设有高位横滚通道转轴、两个手腕杆杆力生成弹簧组件以及模式切换电机；手腕杆摇臂通过所述高位横滚通道转轴连接在所述杆体顶端，且与所述手柄通过航空插头和快装接头连接；所述两个手腕杆杆力生成弹簧组件在所述手腕杆摇臂的底部交错分布；所述手腕杆摇臂转动时分别抵压两个手腕杆杆力生成弹簧组件；所述模式切换电机与锁销连接，所述手腕杆摇臂上设置有与所述锁销相匹配的卡口；所述锁销的底部与换挡连杆连接，所述换挡连杆上从上至下依次设置有驾驶杆行程限位滑块、连接头以及连接耳；所述杆座包括驾驶杆行程限位槽座和十字架梁，所述驾驶杆行程限位槽座上设置有多挡驾驶杆行程限位槽，所述十字架梁上安装有万向节结构，所述杆体的底端与所述万向节结构连接，所述连接头上连接有横滚通道输出轴和俯仰通道输出轴，所述横滚通道输出轴和所述俯仰通道输出轴分别穿透所述驾驶杆限位槽座设置；每一所述连接耳上分别连接有一杆力模拟弹簧组件，所述杆力模拟弹簧组件的另一端连接在所述十字架梁的端点；所述配平滑台由两个垂直交叉叠装在一起的电动滑台组成，其中位于上方的电动滑台的滑块与所述十字架梁的底部固定，其滑台基座与下方的电动滑台的滑块连接；所述脚蹬仿真单元包括脚踏板组件、摇臂组件、脚蹬基座以及调整/换挡系统；所述踏板组件包括脚踏板，脚踏板支柱、滑块和滑轨；所述脚踏板与所述脚踏板支柱铰接，所述滑块固定在所述脚踏板支柱下方，所述滑轨设置在所述脚蹬基座上，所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述摇臂组件包括第一叉形摇臂，所述第一叉形摇臂两端分别与两个脚踏板组件连接；且所述第一叉形摇臂通过第一转轴连接在所述脚蹬基座上，所述第一转轴上方设置有第一角度传感器；所述第一叉形摇臂的两端侧面分别抵接有一脚蹬力模拟弹簧组件；所述调整/换挡系统包括脚蹬行程控制机构和脚蹬位置调整机构；所述脚蹬行程控制机构包括电动蜗杆，所述电动蜗杆上连接有脚蹬限位卡块，所述脚蹬限位卡块上设置有限位卡槽；所述脚蹬位置调整机构包括电动推杆，所述电动推杆一端与所述脚蹬仿真单元连接，另一端连接在操作平台上，所述脚蹬仿真单元与所述操作平台滑动连接。...

【技术特征摘要】
1.一种行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置，其特征在于，所述行程和杆力及操纵方式自适应调整的飞行操纵模拟装置包括驾驶杆仿真单元和脚蹬仿真单元；所述驾驶杆仿真单元包括手柄、杆体、杆座以及配平滑台；其中，所述杆体包括外壳，所述外壳内部固设有高位横滚通道转轴、两个手腕杆杆力生成弹簧组件以及模式切换电机；手腕杆摇臂通过所述高位横滚通道转轴连接在所述杆体顶端，且与所述手柄通过航空插头和快装接头连接；所述两个手腕杆杆力生成弹簧组件在所述手腕杆摇臂的底部交错分布；所述手腕杆摇臂转动时分别抵压两个手腕杆杆力生成弹簧组件；所述模式切换电机与锁销连接，所述手腕杆摇臂上设置有与所述锁销相匹配的卡口；所述锁销的底部与换挡连杆连接，所述换挡连杆上从上至下依次设置有驾驶杆行程限位滑块、连接头以及连接耳；所述杆座包括驾驶杆行程限位槽座和十字架梁，所述驾驶杆行程限位槽座上设置有多挡驾驶杆行程限位槽，所述十字架梁上安装有万向节结构，所述杆体的底端与所述万向节结构连接，所述连接头上连接有横滚通道输出轴和俯仰通道输出轴，所述横滚通道输出轴和所述俯仰通道输出轴分别穿透所述驾驶杆限位槽座设置；每一所述连接耳上分别连接有一杆力模拟弹簧组件，所述杆力模拟弹簧组件的另一端连接在所述十字架梁的端点；所述配平滑台由两个垂直交叉叠装在一起的电动滑台组成，其中位于上方的电动滑台的滑块与所述十字架梁的底部固定，其滑台基座与下方的电动滑台的滑块连接；所述脚蹬仿真单元包括脚踏板组件、摇臂组件、脚蹬基座以及调整/换挡系统；所述踏板组件包括脚踏板，脚踏板支柱、滑块和滑轨；所述脚踏板与所述脚踏板支柱铰接，所述滑块固定在所述脚踏板支柱下方，所述滑轨设置在所述脚蹬基座上，所述滑块与所述滑轨滑动连接；所述摇臂组件包括第一叉形摇臂，所述第一叉形摇臂两端分别与两个脚踏板组件连接；且所述第一叉形摇臂通过第一转轴连接在所述脚蹬基座上，所述第一转轴上方设置有第一角度传感器；所述第一叉形摇臂的两端侧面分别抵接有一脚蹬力模拟弹簧组件；所述调整/换挡系统包括脚蹬行程控制机构和脚蹬位置调整机构；所述脚蹬行程控制机构包括电动蜗杆，所述电动蜗杆上连接有脚蹬限位卡块，所述脚蹬限位卡块上设置有限位卡槽；所述脚蹬位置调整机构包括电动推杆，所述电动推杆一端与所述脚蹬仿真单元连接，另...

【专利技术属性】
技术研发人员：储瑞忠，刘明，邱晓斌，王璐，李福，张维，李猛胜，张扬，陆继立，李英杰，王志杰，曾娅红，朱莹，黄志远，黄绍君，
申请(专利权)人：北京瀚科瑞杰科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11