雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動感模擬仿真設(shè)備，更具體的涉及一種雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]動感模擬仿真設(shè)備為專業(yè)仿真模擬訓(xùn)練和娛樂仿真提供運動的感覺，根據(jù)操作者的控制指令，機(jī)械裝置平臺做出對應(yīng)的響應(yīng)動作，配合視景的實時動態(tài)顯示，給操縱者和乘坐者提供更加逼真、如臨其境的體驗和感官刺激反應(yīng)。
[0003]但是，目前現(xiàn)有的所有多自由度動感仿真平臺設(shè)備，因為受到機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)的限制，只能在很小的一定角度范圍內(nèi)擺動，提供有限度小范圍的離心力和角加速度的過載感覺，而無法提供360度全方位持續(xù)輸出的旋轉(zhuǎn)運動仿真。所以，當(dāng)模擬諸如飛機(jī)、航天器等俯仰和滾轉(zhuǎn)時效果不理想，只能提供小角度瞬時的離心力和角加速度的過載，不能滿足更高的模擬仿真的專業(yè)訓(xùn)練和娛樂仿真的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種可雙軸二維兩自由度360度全方位無死角高速連續(xù)轉(zhuǎn)動的機(jī)械構(gòu)造和傳動機(jī)構(gòu)，從而實現(xiàn)可連續(xù)360度全方位無死角連續(xù)輸出大離心力和角加速度的過載感覺的動感模擬仿真設(shè)備。
[0005]本發(fā)明的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，采用雙軸串聯(lián)方式，橫軸提供俯仰360度全方位無死角連續(xù)轉(zhuǎn)動，縱軸提供橫滾360度全方位無死角連續(xù)轉(zhuǎn)動，兩軸垂直交叉，既可以分別獨立轉(zhuǎn)動，也可以同時互相聯(lián)動。同時，為保證轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、高速，針對駕駛艙的乘員和載荷質(zhì)量變化采用傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過計算機(jī)自動計算的電動質(zhì)量配平，減小系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動負(fù)荷和慣量。
[0006]本發(fā)明的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，包括:駕駛艙，駕駛艙包括前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)，支架，左右各一對稱設(shè)置，橫軸，所述駕駛艙經(jīng)由橫軸設(shè)置于支架上，所述橫軸與第一電機(jī)連接，通過控制所述第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿橫軸的360度的俯仰轉(zhuǎn)動，在所述前艙結(jié)構(gòu)的后端固定有縱軸，所述縱軸與第二電機(jī)連接，通過控制所述第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動所述前艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿縱軸的360度的橫滾轉(zhuǎn)動。
[0007]此外，根據(jù)本發(fā)明的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，所述前艙結(jié)構(gòu)距離所述橫軸的軸心有一定距離，由此所述前艙結(jié)構(gòu)的俯仰轉(zhuǎn)動相對于所述橫軸的軸心偏心。
[0008]此外，根據(jù)本發(fā)明的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，所述后艙結(jié)構(gòu)中設(shè)置有配平組件，通過傳感器自動檢測所述前艙結(jié)構(gòu)的質(zhì)量變化，根據(jù)傳感器的檢測結(jié)果，控制所述配平組件前后滑動，實現(xiàn)自動配平。
[0009]此外，根據(jù)本發(fā)明的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，所述支架上設(shè)置有升降結(jié)構(gòu)，控制所述駕駛艙升降。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，可提供二維方向的360度全方位無死角連續(xù)大離心力和角加速度的過載感覺，所以可模擬各種交通工具和載人武器時的360度全方位無死角連續(xù)運動的過載感覺，特別是在針對飛機(jī)和航天器等模擬仿真時，根據(jù)需要可以提供更大的離心過載。
[0011 ]此外，乘員駕駛艙距離橫軸轉(zhuǎn)動中心有一定距離，這樣會造成駕駛艙相對于橫軸偏心，有較大轉(zhuǎn)動半徑，這樣可以保證艙內(nèi)的駕駛或乘員獲得很強(qiáng)的離心力過載感覺。
[0012]此外，通過傳感器裝置自動檢測駕駛艙質(zhì)量變化和計算機(jī)控制的自動配平，減小了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動負(fù)荷和慣量，能夠達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)連續(xù)輸出大離心力和角加速度的過載感覺。
[0013]此外，艙體自動上下升降，方便乘員出入艙體，也可擴(kuò)展為驅(qū)動艙體做上下方向的模擬運動。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的動感模擬仿真設(shè)備的右側(cè)視圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的動感模擬仿真設(shè)備的正視圖。
【具體實施方式】
[0016]下面參考【附圖說明】本發(fā)明的實施例。
[0017]參照圖1，駕駛艙包括前艙結(jié)構(gòu)1I和后艙結(jié)構(gòu)110。前艙結(jié)構(gòu)1I內(nèi)部安裝有座椅103和操作顯示設(shè)備102，實現(xiàn)模擬飛機(jī)、艦船和車輛等各種設(shè)備的模擬操作。根據(jù)本發(fā)明，既可以單獨控制艙體沿橫軸360度轉(zhuǎn)動、縱軸360度轉(zhuǎn)動和上下升降滑動，也可以同時控制這三個自由度進(jìn)行復(fù)合運動，逼真地模擬各種駕乘設(shè)備運動，提供連續(xù)不間斷的離心力過載感受。
[0018]駕駛艙經(jīng)由橫軸113、114設(shè)置于支架111上。如圖2所示，支架111左右各一對稱布置，右側(cè)安裝有電動絲杠裝置118和導(dǎo)軌117，左側(cè)安裝有電動絲杠裝置120和導(dǎo)軌119。右側(cè)橫軸114經(jīng)由右側(cè)軸承支座115與導(dǎo)軌117連接，左側(cè)橫軸113經(jīng)由左側(cè)軸承支座112與導(dǎo)軌119連接。通過對左側(cè)的絲杠裝置120的驅(qū)動電機(jī)和右側(cè)的絲杠裝置118的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行完全同步控制，進(jìn)而控制艙體升降。升降的用途可以用來方便乘員出入，也可以用來擴(kuò)展為驅(qū)動艙體做上下方向的模擬運動。另外，這里所述的升降結(jié)構(gòu)只是一種示例，除了采用上述的絲杠傳動的方式之外，還可以通過齒條傳動、鏈條傳動、同步帶傳動、齒形帶傳動、鋼絲繩牽弓I傳動、液壓傳動等方式實現(xiàn)。
[0019]電機(jī)116與右側(cè)軸承支座115連接，電機(jī)116的輸出軸與右側(cè)橫軸114連接，右側(cè)橫軸114通過軸承與右側(cè)軸承支座115連接，右側(cè)橫軸114的另一側(cè)與傳動箱105連接固定;左側(cè)橫軸113通過軸承與左側(cè)軸承支座112連接，左側(cè)橫軸113的另一側(cè)也與傳動箱105連接固定;傳動箱105與后艙結(jié)構(gòu)110固定。電機(jī)116的輸出動力經(jīng)由輸出軸傳遞到右側(cè)橫軸114，進(jìn)而傳遞到傳動箱105，由此帶動前艙結(jié)構(gòu)101和后艙結(jié)構(gòu)110沿橫軸113、114轉(zhuǎn)動，并且左側(cè)橫軸113隨動。這樣通過控制電機(jī)116的轉(zhuǎn)動就可以帶動前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿橫軸的360度的俯仰轉(zhuǎn)動。俯仰轉(zhuǎn)動時，前艙結(jié)構(gòu)101和后艙結(jié)構(gòu)110同步轉(zhuǎn)動，兩者之間無相對運動。
[0020]參照圖1，電機(jī)107安裝在傳動箱105的后端，電機(jī)107的輸出軸與縱軸104連接，縱軸104通過軸承支座與傳動箱105連接，縱軸104的前端與前艙結(jié)構(gòu)101的后端固定。電機(jī)107的輸出動力經(jīng)由輸出軸傳遞到縱軸104，進(jìn)而傳遞到前艙結(jié)構(gòu)101，由此帶動前艙結(jié)構(gòu)101沿縱軸104轉(zhuǎn)動。這樣通過控制電機(jī)107的轉(zhuǎn)動就可以帶動前艙結(jié)構(gòu)101進(jìn)行沿縱軸的360度的橫滾轉(zhuǎn)動。橫滾轉(zhuǎn)動時，后艙結(jié)構(gòu)110無轉(zhuǎn)動，前艙結(jié)構(gòu)101對于后艙結(jié)構(gòu)110相對轉(zhuǎn)動。
[0021]如圖1所示，前艙結(jié)構(gòu)101距離橫軸113、114的軸心121有一定距離，這樣會造成前艙結(jié)構(gòu)101的俯仰轉(zhuǎn)動相對于橫軸的軸心121偏心，有較大轉(zhuǎn)動半徑，使乘員獲得很強(qiáng)的離心過載感覺，并提供較大的離心力和角加速度的過載感受。
[0022]電動絲杠108、導(dǎo)軌109與后艙結(jié)構(gòu)110固定，配平組件106與導(dǎo)軌109連接，電動絲杠108驅(qū)動配平組件106沿導(dǎo)軌109前后滑動。通過調(diào)整配平組件106與橫軸113、114的軸心121的距離，實現(xiàn)橫軸軸心121前方的質(zhì)量Ml和質(zhì)心半徑Rl的乘積與橫軸軸心121后方的質(zhì)量M2和質(zhì)心半徑R2的乘積的差值在允許的閾值T范圍內(nèi):|M1XR1-M2XR2|〈T。當(dāng)不同體重的乘坐人員乘坐時，通過傳感器自動檢測前艙結(jié)構(gòu)101的質(zhì)量變化，根據(jù)傳感器的檢測結(jié)果，控制電動絲杠108驅(qū)動配平組件106沿導(dǎo)軌109前后滑動，從而實現(xiàn)自動配平，平衡質(zhì)量變化，減小系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動負(fù)荷和轉(zhuǎn)動慣量，保證轉(zhuǎn)動高速、平穩(wěn)，進(jìn)而實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動，并提供較大的離心力和角加速度的過載感受。
[0023]本發(fā)明的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備可以模擬各種飛機(jī)、航天器、潛艇和水面船舶、汽車過山車等設(shè)備的360度全方位無死角的連續(xù)運動過載感覺。能夠應(yīng)用于專業(yè)模擬仿真訓(xùn)練駕駛、專業(yè)抗離心力訓(xùn)練、和娛樂仿真設(shè)備等行業(yè)。
[0024]以上記載了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明的精神和范圍不限于這里所公開的具體內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而做出更多的實施方式和應(yīng)用，這些實施方式和應(yīng)用都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。本發(fā)明的精神和范圍不由具體實施例來限定，而由權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項】
1.一種雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，其特征在于，包括: 駕駛艙，駕駛艙包括前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)， 支架，左右各一對稱設(shè)置， 橫軸，所述駕駛艙經(jīng)由橫軸設(shè)置于所述支架上， 所述橫軸與第一電機(jī)連接，通過控制所述第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動所述前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿橫軸的360度的俯仰轉(zhuǎn)動， 在所述前艙結(jié)構(gòu)的后端固定有縱軸， 所述縱軸與第二電機(jī)連接，通過控制所述第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動所述前艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿縱軸的360度的橫滾轉(zhuǎn)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，其特征在于，所述前艙結(jié)構(gòu)距離所述橫軸的軸心有一定距離，由此所述前艙結(jié)構(gòu)的俯仰轉(zhuǎn)動相對于所述橫軸的軸心偏心。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，其特征在于，所述后艙結(jié)構(gòu)中設(shè)置有配平組件，通過傳感器自動檢測所述前艙結(jié)構(gòu)的質(zhì)量變化，根據(jù)傳感器的檢測結(jié)果，控制所述配平組件前后滑動，實現(xiàn)自動配平。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，其特征在于，所述支架上設(shè)置有升降結(jié)構(gòu)，控制所述駕駛艙升降。
【專利摘要】一種雙軸360度全方位高速動感模擬仿真設(shè)備，可模擬各種交通工具和載人武器時的360度全方位無死角連續(xù)運動的過載感覺，特別是在針對飛機(jī)和航天器等模擬仿真時，根據(jù)需要可以提供更大的離心過載。包括：駕駛艙，駕駛艙包括前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)，支架，左右各一對稱設(shè)置，橫軸，所述駕駛艙經(jīng)由橫軸設(shè)置于支架上，所述橫軸與第一電機(jī)連接，通過控制所述第一電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動前艙結(jié)構(gòu)和后艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿橫軸的360度的俯仰轉(zhuǎn)動，在所述前艙結(jié)構(gòu)的后端固定有縱軸，所述縱軸與第二電機(jī)連接，通過控制所述第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動所述前艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行沿縱軸的360度的橫滾轉(zhuǎn)動。
【IPC分類】A63G23/00
【公開號】CN105435456
【申請?zhí)枴緾N201511016065
【發(fā)明人】王長軍, 鄭炯, 師旭輝, 師迎輝
【申請人】西安翔輝仿真科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月29日