一种半实物仿真驾舱

摘要

本发明涉及一种半实物仿真驾舱，属于数字表演与仿真技术领域。半实物仿真驾舱包括底座部件组、U型架部件组、操作室部件组、关键轴部件组和U型轴部件组，能够实现两个角度的全自由度旋转；能够在角度姿态上模拟固定翼飞行器、旋翼飞行器、特种车辆、火箭设备等有人驾驶的驾舱姿态，用于支持使用者参与和完成相关的虚拟训练过程。本发明结构件少、连接复杂程度低，极大的降低了仿真驾舱的成本；可进一步模拟传统仿真模拟器无法模拟的空间感，更加逼真的模拟飞行姿态机器运动过程；将仿真驾舱小型化，为仿真器进入民用市场创造条件。

主权项

一种半实物仿真驾舱，其特征在于：包括底座部件组、U型架部件组、操作室部件组、关键轴部件组和U型轴部件组；底座部件组包括底座、第一减速器、第一电机、第一伺服器和四个脚轮；其中，底座呈L型起支撑作用；第一减速器用螺栓与L型的顶端固定，输出增大后的扭矩；第一电机提供高速扭矩，与第一减速器通过法兰盘相连；第一伺服器与第一减速器贴合，用螺栓固定，为第一电机输入控制信号；四个脚轮与L型支架底部固定，使得整体结构能平稳移动；所述U型架部件组为操作室部件组的旋转提供支撑结构，包括U型架和挡圈；其中，U型架为操作室部件组与底座部件组衔接的支撑结构，支持操作室旋转框主体沿X轴方向的旋转；挡圈与U型架以法兰方式相连，避免键轴部件组产生轴向移动；U型架的两端分别连接操作室旋转框主体的两侧中点，挡圈位于U型架中点处利用法兰连接，与关键轴部件组的主轴相连；操控室部件组包括旋转框主体、第二电机、第二减速器、第二伺服器、控制座、座椅及其安全装置、上位机、下位机；其中旋转框主体用于承载操作者、上位机和下位机，利用第一法兰轴和第二法兰轴与U型架进行连接；第二电机利用法兰与第二减速机相连，用来为旋转框主体X轴的旋转提供高速扭矩；第二减速器与第二电机以法兰轴相连，用来提供增大的扭矩；第二伺服器与二减速器以螺栓相连，用来为第二电机输入输出信号；控制座用螺栓与旋转框主体底部相连，用于固定放置上位机和下位机；座椅及其安全装置利用螺栓与控制座相连，用来固定操作者；上位机利用螺栓与控制座相连，用来实时计算整体结构当前需要旋转的角度；下位机利用螺栓与上位机相连，将上位机的角度结果换算成相应的控制信号，利用电缆，通过第一滑环与第一伺服器相连，通过第二滑环与第二伺服器相连；关键轴部件组包括主轴、平键、圆螺母、第一滑环、第一轴承、第二轴承、套筒、轴承外套、第一小链轮、第一大链轮；其中，主轴依次穿过第一轴承、套筒、第二轴承，前端利用圆螺母与底座相连，后端利用挡圈与U型架相连，支撑操作室部件组；平键采用过盈配合嵌入主轴，完成主轴与第一大链轮之间的动力传递；第一滑环利用法兰固定在主轴末端；第一轴承、第二轴承用于支撑主轴运动；套筒阻止轴承的位移；轴承外套利用其阶梯结构套在第一轴承和第二轴承上；第一小链轮与第一减速器以工艺键连接，传输增大后的扭矩；第一大链轮利用平键与主轴相连，利用链条与第一小链轮相连，完成将扭矩从第一减速器到主轴的传递；U型轴部件组包括第二小链轮、第二大链轮、第二滑环、第一法兰轴、第二法兰轴、第三轴承、第四轴承、第一轴承座、第二轴承座；第二小链轮、第二大链轮、第一法兰轴、第三轴承、第三轴承座放置在U型架的一端，用于连接U型架和旋转框主体一端，第二法兰轴、第四轴承、第四轴承座放置在U型架的另一端，用来连接U型架和旋转框主体的另一端；其中，第二小链轮利用工艺键与第二减速器相连，用于传递扭矩；第二大链轮利用工艺键与第一法兰轴相连，利用第一法兰轴提供的肩阻止轴向运动；第二滑环与第二法兰轴利用法兰连接；第一法兰轴位于第二大链轮一侧，利用法兰与U型架部件组相固定，通过第三轴承支撑操作室部件组；第二法兰轴位于第二滑环一侧，利用法兰连接旋转框主体，通过第四轴承支撑操作室部件组；第三轴承利用第一轴承座与第一法兰轴相连，并支撑旋转框主体；第四轴承利用第二轴承座与第二法兰轴相连，并支撑旋转框主体。