本發明涉及飛行模擬器的生產制造中的測量監控系統領域,具體地,涉及飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統。
背景技術:
飛機的駕駛桿是飛行員操控飛機的最主要的工具。是飛機整個機械運動中直接對接飛行駕駛員的重要部件。因此在制造飛行模擬器時,對飛行員駕駛桿的模擬仿真度提出很高要求。飛行員在飛行模擬器上訓練時,模擬器上的駕駛桿需要做到和飛機上真實駕駛桿一樣的表現,飛行員拉駕駛桿使飛機爬升,飛行員推駕駛桿使飛機下降,整個過程是飛行員,駕駛桿和飛機的融合,要完全一致的體現到飛行模擬器上,這是對駕駛桿的模擬控制系統的綜合評估。
現有的飛行模擬器使用彈簧或者彈簧阻尼器還給駕駛桿設定一個大致相近的推拉阻力。在飛行模擬器機艙地平以下,正副飛行員的駕駛桿是聯動的,兩個駕駛桿只能同時給出一個飛行命令。通常兩個駕駛桿直接由一根長軸連接。連接后的系統還沒有體現駕駛桿應有的推拉力。最簡單的方法是用兩根或者四根彈簧固定住中間的長軸和地面框架,這樣長軸的轉動,也就是駕駛桿的推拉運動必須克服彈簧的阻力,用這個彈簧阻力來模擬飛機上駕駛桿的推拉阻力。選擇合適的彈簧系數,可以賦予駕駛桿一個和真實飛機相近的推拉阻力。稍微改進一點的模擬器上也常用彈簧阻尼器來替代彈簧,彈簧阻尼器相對彈簧在使用和安裝上稍微有所改進,但是系統的缺點還是很明顯的。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統,該飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統克服了現有技術中的系統使用壽命有限,校準復雜的問題,提高了結構的穩定性,增加了使用壽命。
為了實現上述目的,本發明提供了一種飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統,該推拉力控制系統包括:伺服電機、操縱桿、驅動機構、減速器和拉力傳感器,所述拉力傳感器感應所述操縱桿上的駕駛員的推拉力,并被配置成電連接于所述伺服電機;所述伺服電機根據所述拉力傳感器輸出的驅動電信號執行轉動;所述伺服電機的轉軸連接于所述減速器的輸入端,所述減速器的輸出端連接于所述驅動機構;所述驅動機構連接所述操縱桿以帶動所述操縱桿運動。
優選地,所述驅動機構包括:軸承、杠桿和連桿,所述杠桿的兩端分別連接于兩個所述操縱桿,所述軸承套接于所述杠桿的外表面,所述連桿的一端固接于所述軸承的外表面,所述連桿的另一端固接于所述減速器的輸出端。
優選地,所述連桿包括:第一桿體和第二桿體,所述第一桿體的一端連接于所述軸承,另一端可轉動地連接于所述拉力傳感器的一端,所述拉力傳感器的另一端可轉動地連接于所述第二桿體,所述第二桿體的一端固接于所述減速器的輸出端。
優選地,所述第一桿體和所述第二桿體相平行設置。
優選地,兩個所述操縱桿相平行設置,且垂直于所述杠桿。
優選地,所述操縱桿的豎直下方固接有萬向固定件,所述萬向固定件遠離所述操縱桿的一端設置為固定端。
優選地,所述第一桿體和第二桿體連接于所述拉力傳感器的一端上設置有加強筋。
通過上述的實施方式,本發明的飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統克服了現有技術中的如下四個問題:第一不能準確的反映飛行駕駛桿在飛行過程中的推拉力,只能在一個數值范圍內模擬該操縱力。第二,完全沒有能力改變操縱推拉力,不能做到動態模擬。第三,彈簧有一定的時候壽命,在使用過程中,彈簧彈力系數也會變化,初始設置的推拉力會隨彈簧的老化而變化,需要經常校準。第四,彈簧不能主動推動駕駛桿運動,也就無法完成模擬駕駛桿在自動巡航中的自動運動狀態。實現了用計算機編程模擬出真實飛機駕駛桿的動態推拉力曲線;用伺服電機帶動駕駛桿,使駕駛桿在自動駕駛時也會自行運動;伺服電機對應動態推拉力曲線給出一個動態的駕駛桿操縱力伺服電機使用壽命長,沒有老化變形的情況,產品不需要經常調試校準。
本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明,但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
圖1是說明本發明的一種飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統的結構示意圖。
附圖標記說明
1 伺服電機 2 操縱桿
3 驅動機構 4 減速器
5 拉力傳感器 31 軸承
32 杠桿 33 連桿
331 第一桿體 332 第二桿體
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,并不用于限制本發明。
在本發明中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指如圖1所示的上下左右。“內、外”是指具體輪廓上的內與外。“遠、近”是指相對于某個部件的遠與近。
本發明提供一種飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統,該推拉力控制系統包括:伺服電機1、操縱桿2、驅動機構3、減速器4和拉力傳感器5,所述拉力傳感器5感應所述操縱桿2上的駕駛員的推拉力,并被配置成電連接于所述伺服電機1;所述伺服電機1根據所述拉力傳感器5輸出的驅動電信號執行轉動;所述伺服電機1的轉軸連接于所述減速器4的輸入端,所述減速器4的輸出端連接于所述驅動機構3;所述驅動機構3連接所述操縱桿2以帶動所述操縱桿2運動。
通過上述的實施方式,本發明的飛行模擬器操控桿的推拉力控制系統克服了現有技術中的如下四個問題:第一不能準確的反映飛行駕駛桿在飛行過程中的推拉力,只能在一個數值范圍內模擬該操縱力。第二,完全沒有能力改變操縱推拉力,不能做到動態模擬。第三,彈簧有一定的時候壽命,在使用過程中,彈簧彈力系數也會變化,初始設置的推拉力會隨彈簧的老化而變化,需要經常校準。第四,彈簧不能主動推動駕駛桿運動,也就無法完成模擬駕駛桿在自動巡航中的自動運動狀態。實現了用計算機編程模擬出真實飛機駕駛桿的動態推拉力曲線;用伺服電機1帶動駕駛桿,使駕駛桿在自動駕駛時也會自行運動;伺服電機1對應動態推拉力曲線給出一個動態的駕駛桿操縱力伺服電機1使用壽命長,沒有老化變形的情況,產品不需要經常調試校準。
該發明設計方案用電機代替彈簧控制飛行駕駛桿,伺服電機1及配套減速機安裝在機艙地平下兩個駕駛桿中間的連軸上,通過平行搖桿推拉中間的連軸以帶動地平以上飛行駕駛桿的運動。這個運動是電機和飛行員直接的對接,系統中引入S型拉力傳感器5,飛行員的推拉力通過聯動系統有傳感器測量出飛行員的駕駛意向,然后告知伺服電機1,由電機控制駕駛桿運動。飛行員的推拉力并不直接帶動駕駛桿運動,這樣隨著飛機姿態和其他因素的影響我們可以計算出一個動態的控制力,再比較飛行員的推拉力給出伺服電機1運動的特定信號。整個系統是一個動態的,有反饋的智能系統。相比原來單一的彈簧系統,仿真程度大大提高。
以下結合附圖1對本發明進行進一步的說明,在本發明中,為了提高本發明的適用范圍,特別使用下述的具體實施方式來實現。
在本發明的一種具體實施方式中,所述驅動機構3可以包括:軸承31、杠桿32和連桿33,所述杠桿32的兩端分別連接于兩個所述操縱桿2,所述軸承31套接于所述杠桿32的外表面,所述連桿33的一端固接于所述軸承31的外表面,所述連桿33的另一端固接于所述減速器4的輸出端。
通過上述的實施方式,本發明的軸承31、杠桿32和連桿33可以真實感覺的動態駕駛桿推拉力,并將推拉力通過驅動機構3傳遞到傳感器上,以方便傳感器的感應。
在該種實施方式中,所述連桿33可以包括:第一桿體331和第二桿體332,所述第一桿體331的一端連接于所述軸承31,另一端可轉動地連接于所述拉力傳感器5的一端,所述拉力傳感器5的另一端可轉動地連接于所述第二桿體332,所述第二桿體332的一端固接于所述減速器4的輸出端。
通過第一桿體331和第二桿體332的設置可以方便傳感器感應的同時,實現動力上的傳遞,將電機的動力傳遞到操縱桿2上,實現操縱桿2的驅動。
在該種實施方式中,為了實現第一桿體331和第二桿體332的聯動,所述第一桿體331和所述第二桿體332相平行設置。
在該種實施方式中,為了使得整個操縱的結構更加的穩定,兩個所述操縱桿2相平行設置,且垂直于所述杠桿32。
在本發明的一種具體實施方式中,為了實現操縱桿2的固定和可運動,所述操縱桿2的豎直下方固接有萬向固定件,所述萬向固定件遠離所述操縱桿2的一端設置為固定端。
在該種實施方式中,為了使得第一桿體331和第二桿體332的固定結構更加的穩定,所述第一桿體331和第二桿體332連接于所述拉力傳感器5的一端上設置有加強筋。
以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式,但是,本發明并不限于上述實施方式中的具體細節,在本發明的技術構思范圍內,可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
另外需要說明的是,在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進行組合,為了避免不必要的重復,本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合,只要其不違背本發明的思想,其同樣應當視為本發明所公開的內容。