一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及模拟飞行技术领域，具体公开了一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置，包括传动支承系统、转臂系统、偏航框系统、俯仰框系统和座舱系统，传动支承系统对转臂系统支撑，转臂系统上设置俯仰框系统并带动俯仰框系统绕与转臂系统的连接点转动，偏航框系统设置在俯仰框系统上，且俯仰框系统带动偏航框系统绕与偏航框系统的连接点转动，座舱系统设置在偏航框系统上，且偏航框系统带动座舱系绕与偏航框系统的连接点转动。本实用新型专利技术的优点是主轴回转产生过载加速度，在转臂末端产生相对于人体坐标系的偏航、俯仰、滚转三个自由度，受训飞行员坐在座舱系统中，承受离心过载加速度和空间三个姿态角运动，实现空间定向障碍模拟训练。

【技术实现步骤摘要】
一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置
本技术涉及模拟飞行
，特别是一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置。
技术介绍
一种离心式飞行载荷及空间定向障碍模拟装置是基于离心机平台的模拟装置，利用离心机转动产生持续过载加速度，在离心机末端安装三自由度转框系统，可实现载荷值和方向精确模拟，同时可进行过载环境下的姿态模拟。飞行载荷模拟能够训练飞行员的抗过载能力。在高性能战机进行机动飞行过程中，当出现过大的头-脚向的过载，使大脑血液供应减少引起的脑组织缺氧，进而引起飞行员灰视、黑视甚至意识丧失等，极易引发飞行事故。抗过载能力的提高除了装备上保证外，还需要飞行员掌握一定的抗过载动作，这些都需要在专门的设备上进行。空间定向障碍是目前严重威胁飞行安全的又一个重大航空医学问题，其发生概率较大，并且无论是熟练飞行员还是新手飞行员都可以遇到，无论什么机种都可能发生。并且特别容易在黑夜、雾霾等视线受限的环境中发生。空间定向障碍容易诱发飞行员对自身位置姿态判断不正确，从而引发飞行事故。进行空间定向障碍训练，即通过模拟器产生易发生空间定向障碍的环境，帮助飞行员正确认识空间定向障碍，做好预防空间定向障碍措施，并积极克服空间定向障碍。现有技术：目前专利号CN201821463335.7公布了一种“四自由度直升机动态飞行模拟器”，该专利描述了一种基于离心机平台的四自由度平台，其功能与本技术技术方案类似。但是该专利中的“四自由度直升机动态飞行模拟器”采用了双层布局结构，即主驱动电机及减速器位于地下一层，需要专门的地下室进行布置，这样的缺点是造成土建施工复杂，成本较高，并且造成设备安装调试难度较大。该专利的座舱质心位置与主轴支承点位置处于两个平面，导致偏航框承受过大的倾覆力矩，同时转臂受弯矩很大，加剧运动是的转臂变形，同时要求偏航框具有足够的强度、刚度，使得偏航框重量增大。该专利的配重与座舱系统质心不在平行于地面的一条线上，形成力偶不平衡，容易引起振动，导致轴承受力严苛。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置，包括传动支承系统、转臂系统、偏航框系统、俯仰框系统和座舱系统，所述传动支承系统对转臂系统支撑并带动其转动产生过载加速度，所述转臂系统上设置俯仰框系统并带动俯仰框系统绕与转臂系统的连接点转动，俯仰框系统的转动中心垂直于传动支承系统转动中心，实现系统的俯仰运动，所述偏航框系统设置在俯仰框系统上，且俯仰框系统带动偏航框系统绕与偏航框系统的连接点转动，偏航框系统的转动中心垂直于俯仰框系统的转动中心，实现系统的偏航运动，所述座舱系统设置在偏航框系统上，且偏航框系统带动座舱系绕与偏航框系统的连接点转动，座舱系统的转动中心垂直于偏航框系统的转动中心，实现系统的滚转运动。具体的，所述的传动支承系统包括基座、主电机，所述的主电机设置在基座的底部，所述的基座上设置有主轴安装孔，所述的主电机的输出端连接主轴，所述主轴置于主轴安装孔内，所述的主轴安装孔内设置有轴承系，所述主轴通过轴承系与基座转动连接。具体的，所述转臂系统包括臂架、驱动电机、旋转轴、减速器，所述臂架的一端与所述主轴固定连接，所述臂架的另一端设置有旋转轴安装孔，所述旋转轴安装孔水平设置，所述驱动电机的输出端连接减速器的输入端，所述减速器的输出端连接旋转轴，所述旋转轴置于所述旋转轴安装孔内并与臂架转动连接。具体的，所述俯仰框系统包括俯仰框架，偏航驱动电机、偏航驱动轴、偏航从动轴，所述俯仰框架与旋转轴固定连接，所述俯仰框架上同心设置有偏航驱动轴安装孔和偏航从动轴安装孔，且偏航驱动轴安装孔和偏航从动轴安装孔的轴心线垂直于旋转轴的轴心线，所述偏航驱动电机固定在俯仰框架上，其输出端连接偏航驱动轴，所述偏航驱动轴置于所述偏航驱动轴安装孔内并与其转动连接，所述偏航从动轴置于偏航从动轴安装孔内并与其转动连接。具体的，所述的偏航框系统包括偏航框架、座舱驱动电机、座舱从动轴、座舱驱动轴，所述偏航框架为环形对称结构，所述偏航框架的外侧分别与偏航驱动轴和偏航从动轴固定连接，所述偏航框架上沿对称中心对穿设置有座舱从动轴安装孔和座舱驱动轴安装孔，所述座舱驱动电机固定在偏航框架上，所述座舱驱动电机的输出端连接座舱驱动轴，所述座舱驱动轴置于所述座舱驱动轴安装孔内，并与其转动连接，所述座舱从动轴置于所述座舱从动轴安装孔内，并与其转动连接。具体的，所述座舱系统包括舱体、屏幕、仪表台、座椅，所述舱体的外侧分别与座舱驱动轴和座舱从动轴固定连接，所述屏幕、摄像头、座椅均设置在舱体内。具体的，所述的轴承系包括轴承套筒、第一球轴承、第一推力球轴承、第一角接触轴承，所述的轴承套筒固定在主轴安装孔内，所述轴承套筒、球轴承、第一推力球轴承、第一角接触轴承均设置在轴承套筒内，使主轴与基座形成转动副。具体的，所述的臂架上设置有连接孔，所述的连接孔内设置有连接胀套，所述连接胀套套设在主轴上，臂架通过连接胀套与主轴固定连接，所述臂架与主轴固定连接的一端的端部还设置有配重，所述旋转轴安装孔内设置有第二角接触轴承、第二推力轴承、第二球轴承，所述旋转轴通过第二角接触轴承、第二推力轴承、第二球轴承与臂架转动连接。具体的，所述的俯仰框架为U型结构，其两边为对称设置的连接支耳，所述的偏航驱动轴安装孔和偏航从动轴安装孔分别设置在一个连接支耳上，俯仰框架上还设置有固定安装孔，所述的旋转轴置于固定安装孔内并通过固定胀套与俯仰框架固定连接，旋转轴的一端还设置有卡箍用于对俯仰框架进行定位；所述的偏航驱动轴安装孔内设置有第三角接触轴承，偏航驱动轴通过第三角接触轴承与俯仰框架转动连接，所述的偏航从动轴安装孔内设置有第四角接触轴承，所述偏航从动轴通过第四角接触轴承与俯仰框架转动连接。具体的，所述座舱驱动轴安装孔内设置有轴套，所述轴套内设置有第五角接触轴承，所述座舱驱动轴通过第五角接触轴承与轴套转动连接，与偏航框架形成转动副，所述的座舱从动轴安装孔内设置有轴承套，所述轴承套内设置有第六角接触轴承，座舱从动轴通过第六角接触轴承与轴承套转动连接，与偏航框架形成转动副。本技术具有以下优点：1、本技术的座舱系统、偏航框系统、俯仰框系统、转臂系统均设计成轴对称结构或者近似轴对称结构，并且进行配重平衡，同时做到力平衡和力偶平衡。减少运动产生的过大离心力而导致巨大的弯矩加剧转臂垂向变形。2、本技术的转臂系统中臂架通过旋转轴与俯仰框系统连接，第二角接触轴承、第二推力轴承、第二球轴承组成的轴系能承受轴向力、径向力和弯矩的复合载荷，轴系承受座舱系统、偏航框系统、俯仰框系统在离心场中的产生的轴向力和重力产生的弯矩作用。其中轴向力是重力的6倍以上，这样可以充分发挥推力轴承的承载能力，同时减少轴承之间的跨距，实现轴系紧凑布局，能够克服单点支承结构造成的轴承受力严酷的缺点，通过多个常规轴承组代替较为特殊的轴承，降低成本，将现有技术中的主受力由弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置，其特征在于：包括传动支承系统（5）、转臂系统（4）、俯仰框系统（3）、偏航框系统（2）、和座舱系统（1），所述传动支承系统（5）对转臂系统（4）支撑并带动其转动产生过载加速度，所述转臂系统（4）上设置俯仰框系统（3）并带动俯仰框系统（3）绕与转臂系统（4）的连接点转动，俯仰框系统（3）的转动中心垂直于传动支承系统（5）转动中心，实现系统的俯仰运动，所述偏航框系统（2）设置在俯仰框系统（3）上，且俯仰框系统（3）带动偏航框系统（2）绕与偏航框系统（2）的连接点转动，偏航框系统（2）的转动中心垂直于俯仰框系统（3）的转动中心，实现系统的偏航运动，所述座舱系统（1）设置在偏航框系统（2）上，且偏航框系统（2）带动座舱系绕与偏航框系统（2）的连接点转动，座舱系统（1）的转动中心垂直于偏航框系统（2）的转动中心，实现系统的滚转运动；/n所述的传动支承系统（5）包括基座（51）、主电机（52），所述的主电机（52）设置在基座（51）的底部，所述的基座（51）上设置有主轴安装孔，所述的主电机（52）的输出端连接主轴（53），所述主轴（53）置于主轴安装孔内，所述的主轴安装孔内设置有轴承系，所述主轴（53）通过轴承系与基座（51）转动连接；/n所述转臂系统（4）包括臂架（41）、驱动电机（42）、旋转轴（44）、减速器（43），所述臂架（41）的一端与所述主轴（53）固定连接，所述臂架（41）的另一端设置有旋转轴安装孔，所述旋转轴安装孔水平设置，所述驱动电机（42）的输出端连接减速器（43）的输入端，所述减速器（43）的输出端连接旋转轴（44），所述旋转轴（44）置于所述旋转轴安装孔内并与臂架（41）转动连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置，其特征在于：包括传动支承系统（5）、转臂系统（4）、俯仰框系统（3）、偏航框系统（2）、和座舱系统（1），所述传动支承系统（5）对转臂系统（4）支撑并带动其转动产生过载加速度，所述转臂系统（4）上设置俯仰框系统（3）并带动俯仰框系统（3）绕与转臂系统（4）的连接点转动，俯仰框系统（3）的转动中心垂直于传动支承系统（5）转动中心，实现系统的俯仰运动，所述偏航框系统（2）设置在俯仰框系统（3）上，且俯仰框系统（3）带动偏航框系统（2）绕与偏航框系统（2）的连接点转动，偏航框系统（2）的转动中心垂直于俯仰框系统（3）的转动中心，实现系统的偏航运动，所述座舱系统（1）设置在偏航框系统（2）上，且偏航框系统（2）带动座舱系绕与偏航框系统（2）的连接点转动，座舱系统（1）的转动中心垂直于偏航框系统（2）的转动中心，实现系统的滚转运动；
所述的传动支承系统（5）包括基座（51）、主电机（52），所述的主电机（52）设置在基座（51）的底部，所述的基座（51）上设置有主轴安装孔，所述的主电机（52）的输出端连接主轴（53），所述主轴（53）置于主轴安装孔内，所述的主轴安装孔内设置有轴承系，所述主轴（53）通过轴承系与基座（51）转动连接；
所述转臂系统（4）包括臂架（41）、驱动电机（42）、旋转轴（44）、减速器（43），所述臂架（41）的一端与所述主轴（53）固定连接，所述臂架（41）的另一端设置有旋转轴安装孔，所述旋转轴安装孔水平设置，所述驱动电机（42）的输出端连接减速器（43）的输入端，所述减速器（43）的输出端连接旋转轴（44），所述旋转轴（44）置于所述旋转轴安装孔内并与臂架（41）转动连接。


2.根据权利要求1所述的一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置，其特征在于：所述俯仰框系统（3）包括俯仰框架（31），偏航驱动电机（32）、偏航驱动轴（33）、偏航从动轴（34），所述俯仰框架（31）与旋转轴（44）固定连接，所述俯仰框架（31）上同心设置有偏航驱动轴安装孔和偏航从动轴安装孔，且偏航驱动轴安装孔和偏航从动轴安装孔的轴心线垂直于旋转轴（44）的轴心线，所述偏航驱动电机（32）固定在俯仰框架（31）上，其输出端连接偏航驱动轴（33），所述偏航驱动轴（33）置于所述偏航驱动轴安装孔内并与其转动连接，所述偏航从动轴（34）置于偏航从动轴安装孔内并与其转动连接。


3.根据权利要求2所述的一种离心式飞行载荷及错觉模拟装置，其特征在于：所述的偏航框系统（2）包括偏航框架（21）、座舱驱动电机（22）、座舱从动轴（24）、座舱驱动轴（23），所述偏航框架（21）为环形对称结构，所述偏航框架（21）的外侧分别与偏航驱动轴（33）和偏航从动轴（34）固定连接，所述偏航框架（21）上沿对称中心对穿设置有座舱从动轴安装孔和座舱驱动轴安装孔，所述座舱驱动电机（22）固定在偏航框架（21）上，所述座舱驱动电机（22）的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋琼，何阳，蒋春梅，尹娇妹，黎启胜，白俊林，刘婷婷，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51