本发明专利技术公开了一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，属于驾驶操纵力感模拟技术领域，包括固定架和操纵盒，所述操纵盒设置在固定架的上方；连接轴，所述连接轴为两组设置分别固定安装在操纵盒的左右两端；转轴座，所述转轴座转动连接在连接轴的外圆面上，所述转轴座的下端与固定架的上端面固定连接；第一转动套，所述第一转动套转动安装在操纵盒的内壁靠近上端位置处。本发明专利技术可以实现通过精确获取模拟飞行器的外观尺寸、飞行高度、速度、姿态等关键参数，并结合大气模型实时计算飞行阻力，将阻力精确地分配到操纵杆的前后和左右摆动上，使得飞行员在模拟飞行中能够感受到与真实驾驶极为相似的力感，大幅提升了模拟飞行的真实性和沉浸感。
1、飞机在实际飞行过程中，其飞行速度的变化对飞行操控性有着至关重要的影响，特别是在低速飞行与高速飞行这两种极端情况下，飞机所受到的阻力差异显著，这种差异直接反映在飞行员操控飞机操纵杆所需的力度上。
2、在低速飞行状态下，飞机与空气的相对速度较小，因此受到的空气阻力也相对较小，这种情况下，飞机的操控性相对较为灵活，飞行员只需用较小的力度就能轻松拉动飞机操纵杆，实现飞机的转向、升降等动作，这种轻松的操控性有助于飞行员更加精确地控制飞机，完成各种飞行任务。
3、然而，当飞机进入高速飞行状态时，情况就截然不同了，随着飞行速度的增加，飞机与空气的相对速度急剧上升，导致飞机受到的空气阻力也大幅增加。这种增大的阻力不仅增加了飞机的飞行稳定性，同时也使得飞行员在操控飞机时面临更大的挑战，为了克服这种增大的阻力，飞行员需要采用较大的力度来拉动飞机操纵杆，有时甚至需要双手的协助才能完成这一动作，这种增大的操控力度要求飞行员具备更强的体力和更高的操控技巧，以确保飞机在高速飞行过程中的稳定性和安全性。
4、然而，现有的飞机操纵杆模拟器在模拟飞机速度快速变化时，一般都是采用复杂的机械连杆结构来进行模拟飞机操纵杆的力感，往往无法真实地反映出飞机操纵杆操控力度的变化，这是因为模拟器中的阻力模拟系统无法准确地根据飞行速度的变化来调整操控力度，导致飞行员在模拟器中无法获得与真实飞行相同的操控感受，影响飞行员的训练效果。
/>技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，可以实现通过精确获取模拟飞行器的外观尺寸、飞行高度、速度、姿态等关键参数，并结合大气模型实时计算飞行阻力，将阻力精确地分配到操纵杆的前后和左右摆动上，使得飞行员在模拟飞行中能够感受到与真实驾驶极为相似的力感，大幅提升了模拟飞行的真实性和沉浸感。
2、为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
3、一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，包括：
4、固定架和操纵盒，所述操纵盒设置在固定架的上方；
5、连接轴，所述连接轴为两组设置分别固定安装在操纵盒的左右两端；
6、转轴座，所述转轴座转动连接在连接轴的外圆面上，所述转轴座的下端与固定架的上端面固定连接；
7、第一转动套，所述第一转动套转动安装在操纵盒的内壁靠近上端位置处；
8、操纵杆，所述操纵杆固定连接在第一转动套的上端，所述操纵杆从操纵盒内部伸出到外部；
9、第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机和第二伺服电机均安装在固定架上，并靠近下端的位置处，所述第一伺服电机用于对操纵杆前后摇摆时施加阻力，所述第二伺服电机用于对操纵杆左右摇摆时施加阻力；
10、连杆，所述连杆的上端铰接在第一转动套的左端；
11、第二转套，所述第二转套铰接在连杆的下端，所述第二转套与操纵盒的内壁转动连接；
12、传动组件，所述传动组件为两组设置，两组所述传动组件分别安装在连接轴与第一伺服电机之间和第二转套与第二伺服电机之间；
13、第一数据采集模块，用于获取模拟飞行器的外观尺寸；
14、第二数据采集模块，用于实时获取操纵杆控制模拟飞行器当前时刻所在的地域高度和飞行速度，以及飞行姿态；
15、分析模块，根据模拟飞行器的外观尺寸，模拟飞行器当前时刻所在的地域高度和飞行速度，以及飞行姿态，计算出模拟飞行器中操纵杆所受到的阻力；
16、控制模块，根据模拟飞行器中操纵杆所受到的阻力，计算出第一伺服电机和第二伺服电机的控制电流，并向第一伺服电机和第二伺服电机内输入控制电流。
17、进一步地，传动组件包括：
18、上曲柄，其中一组所述上曲柄固定安装在连接轴的一端上，另一组所述上曲柄固定连接在第二转套的下端；
19、第一连接杆，所述第一连接杆铰接在上曲柄的下端；
20、转接杆，所述转接杆铰接在第一连接杆远离上曲柄的一端；
21、转轴盘，所述转轴盘转动安装在转接杆的外表面中心位置处，所述转轴盘固定安装在固定架上；
22、第二连接杆，所述第二连接杆铰接在转接杆的下端；
23、下曲柄，所述下曲柄铰接在第二连接杆远离转接杆的一端上，其中一组所述下曲柄与第一伺服电机的输出轴连接，另一组所述下曲柄与第二伺服电机的输出轴连接。
24、进一步地，计算出模拟飞行器中操纵杆所受到的阻力，包括：
25、根据第一数据采集模块获取模拟飞行器的翼展面积，机身长度，飞行方向上的投影面积；
26、根据第一数据采集模块获取模拟飞行器当前飞行的高度，当前飞行的速度，飞行器翼弦与来流方向的夹角，飞行器侧面与来流方向的夹角；
27、根据上述数据计算出当前时刻模拟飞行器所受到的飞行阻力：
28、，其中表示为当前高度下对应的空气密度；表示为诱导阻力系数，与飞行器的设计有关；表示为波浪阻力系数，与飞行器的速度和高度有关；表示为重力加速度；表示为动态粘度，随温度和高度变化；表示为阻力系数，是夹角和夹角的函数。
29、进一步地，计算出模拟飞行器中操纵杆所受到的阻力，还包括：
30、根据当前时刻模拟飞行器所受到的飞行阻力计算出当前时刻模拟飞行器中操纵杆在前后方向上应受到的操纵阻力和操纵杆在左右方向上应受到的操纵阻力，具体的计算方式为，其中表示为阻力系数；表示为左右摆动的阻力分配比例；表示为前后摆动的阻力分配比例，且=1。
31、进一步地，根据模拟飞行器中操纵杆所受到的阻力，计算出第一伺服电机和第二伺服电机的控制电流，包括：
32、根据操纵阻力和及操纵杆在摆动时带动传动组件时产生的机械阻力，事先通过实验测得传动组件在前后摆动时产生的机械阻力和左右摆动时产生的机械阻力，基于和计算出第一伺服电机需要输出的扭矩，基于和计算出第二伺服电机需要输出的扭矩，具体计算为：和，其中表示为传动效率；和表示为传动比。
33、进一步地，根据第一伺服电机输出的扭矩和第二伺服电机输出的扭矩，计算出向第一伺服电机和第二伺服电机内输入的控制电流，具体计算为：，其中表示为应向第一伺服电机输入的控制电流，，其中表示为应向第二伺服电机输入的控制电流，表示为第一伺服电机的扭矩常数，表示为第二伺服电机的扭矩常数，和是根据电机特性的参数，电机的类型和规格得到的。
34、进一步地，所述第一伺服电机与对应的下曲柄之间和第二伺服电机与对应下曲柄之间均安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器用于监测第一伺服电机和第二伺服电机输出的扭矩。
35、进一步地，根据扭矩传感器的监测，测得第一伺服电机的实际输出扭矩为，第二伺服电机的实际输出扭矩为；若扭矩传感器监测到的第一伺服电机和第二伺服电机输出扭矩和与对应计算到的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，传动组件（9）包括：
3.根据权利要求2所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，计算出模拟飞行器中操纵杆（5）所受到的阻力，包括：
4.根据权利要求3所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，计算出模拟飞行器中操纵杆（5）所受到的阻力，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，根据模拟飞行器中操纵杆（5）所受到的阻力，计算出第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）的控制电流，包括：
6.根据权利要求5所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于：根据第一伺服电机（11）输出的扭矩和第二伺服电机（12）输出的扭矩，计算出向第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）内输入的控制电流，具体计算为：，其中表示为应向第一伺服电机（11）输入的控制电流，，其中表示为应向第二伺服电机（12）输入的控制电流，表示为第一伺服电机（11）的扭矩常数，表示为第二伺服电机（12）的扭矩常数，和是根据电机特性的参数，电机的类型和规格得到的。
7.根据权利要求6所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于：所述第一伺服电机（11）与对应的下曲柄（96）之间和第二伺服电机（12）与对应下曲柄（96）之间均安装有扭矩传感器（13），所述扭矩传感器（13）用于监测第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）输出的扭矩。
8.根据权利要求7所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于：根据扭矩传感器（13）的监测，测得第一伺服电机（11）的实际输出扭矩为，第二伺服电机（12）的实际输出扭矩为；若扭矩传感器（13）监测到的第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）输出扭矩和与对应计算到的和存在差距，则判断伺服电机的自身阻力出现变化，并重新计算第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）对应输入的控制电流；
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【技术特征摘要】
1.一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，传动组件（9）包括：
3.根据权利要求2所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，计算出模拟飞行器中操纵杆（5）所受到的阻力，包括：
4.根据权利要求3所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，计算出模拟飞行器中操纵杆（5）所受到的阻力，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于，根据模拟飞行器中操纵杆（5）所受到的阻力，计算出第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）的控制电流，包括：
6.根据权利要求5所述的一种仿真驾驶设备的操纵力感控制装置，其特征在于：根据第一伺服电机（11）输出的扭矩和第二伺服电机（12）输出的扭矩，计算出向第一伺服电机（11）和第二伺服电机（12）内输入的控制电流，具体计算为：，其中表示为应向第一伺服电机（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明德，陈奕斌，
申请(专利权)人：福建科德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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