一种高强度大视场球幕实像显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高强度大视场球幕实像显示系统，主要包括钢结构支撑件和球幕；钢结构支撑件的每一个组成部分均设计成若干个子单元，各子单元间通过螺栓连接。本发明专利技术的高强度大视场球幕实像显示系统，强度、刚度和自振频率高，重量、重心和惯量低，满足全动式飞行模拟器对整体结构“三高”和“三低”的使用要求。同时该系统还有视场角大、结构简单、制造周期短，成本低等特点，可满足飞行模拟、科研、娱乐等领域的使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仿真系统视景光学
，具体涉及一种高强度大视场球幕实像显示系统。
技术介绍
视景显示系统是飞行模拟器的重要组成部分，能够使驾驶员产生身临其境感觉的实时视觉仿真环境，实现驾驶员与座舱外所模拟的视觉环境直接进行信息交互。视景显示系统的产品质量是飞行模拟器模拟逼真度的重要保证，并有利于提高模拟试验和训练质量。飞行模拟器视景显示中，主要有虚像显示与实像显示两种方式。虚像显示指将物放置于光学元件的一倍焦距处，在远方成正立放大虚像，类似于照镜子(无光焦度，成等大虚像)。虚像显示方式具有景深感强、成像逼真度高等特点，但是，虚像视景显示系统由于垂直视场受系统结构限制而导致视场角较小，并且系统结构复杂、制造成本高。实像视景显示系统又分柱幕实像视景显示系统、球幕实像视景显示系统两种。球幕实像视景显示系统比柱幕实像视景显示系统给驾驶员带来的沉浸感更强。并且，球幕实像视景显示系统结构简单、成本低、垂直视场大(垂直最大可达200°，其上视场最大可达60°下视场最大可达140°)。传统的球幕实像视景显示系统中，其球幕采用复合材料制作加工而成，投影机直接固定在球幕上。在飞行模拟器运动过程中系统受冲击载荷的作用，球幕本身受力并会产生的较大变形量，进而导致显示画面变形并抖动，影响训练质量。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高强度、高刚度、高自振频率，低重量、低重心、低惯量的球幕实像显示系统，该显示系统能够满足全动式飞行模拟器对整体结构“三高”和“三低”的使用要求。本专利技术采用如下技术方案来实现。一种高强度大视场球幕实像显示系统，主要包括钢结构支撑件和球幕；所述钢结构支撑件包括运动上平台、门框、若干经向支撑单元和若干纬向支撑单元；钢结构支撑件内部为适应球幕形状的支撑结构；钢结构支撑件的每一个组成部分均设计成若干个子单元，各子单元间通过螺栓连接。钢结构支撑件上的门框与运动上平台的出入口对应。球幕采用预浸环氧树脂玻璃布在双曲面大面积高精度钢结构模具内加压加温固化为薄壳球幕单元体。在钢结构支撑件和球幕内表面的接缝处用环氧树脂玻璃布进行加强。有益效果本专利技术的高强度大视场球幕实像显示系统，钢结构支撑件的每一个组成部分均设计成若干个子单元，各子单元间通过螺栓连接，其强度、刚度和自振频率高，重量、重心和惯量低，满足全动式飞行模拟器对整体结构“三高”和“三低”的使用要求。同时该系统还有视场角大、结构简单、制造周期短，成本低等特点，可满足飞行模拟、科研、娱乐等领域的使用要求。附图说明图1为本专利技术高强度大视场球幕实像显示系统的内部结构正视示意图；图2为本专利技术高强度大视场球幕实像显示系统的内部结构俯视示意图；图3为本专利技术高强度大视场球幕实像显示系统的整体外观示意图；附图标记说明：1-钢结构支撑件；2-仿真座舱；3-眼点；4-运动上平台；5-门框；6-球幕。具体实施方式为了更好的说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图和实施例对本
技术实现思路
作进一步说明。如图1-3所示，本专利技术的高强度大视场球幕实像显示系统，主要包括钢结构支撑件1和球幕6。参见附图1，所述钢结构支撑件1包括运动上平台4、门框5、若干经向支撑单元和若干纬向支撑单元。钢结构支撑件1作为显示系统的骨架，承受冲击载荷。钢结构支撑件1上的门框5与运动上平台4的出入口对应。钢结构支撑件1的每一个组成部分均设计成若干个子单元，各子单元间通过螺栓连接组成整体的钢结构支撑件1。各子单元可采用Q345号钢材，利用等离子切割、焊接的加工手段，将原材料如薄钢板组成的变截面肋工字钢加工成设计所需形式。焊接过程中使用专用高精度双曲面焊接模具，确保薄钢板组成的变截面肋工字钢的几何精度。钢结构支撑件1的经向、纬向支撑子单元之间采用衔接件进行固定。为减轻骨架的重量，在不影响支撑强度的前提下，可选择在钢结构支撑件1的经向梁部件钢板上设置孔洞。运动上平台4的底部设置有用于固定的固定结构和/或用于移动的行走机构。球幕6采用预浸环氧树脂玻璃布在双曲面大面积高精度钢结构模具内加压加温固化为薄壳球幕单元体。钢结构支撑件1整体组装后，内部为适应球幕6薄壳形状的支撑结构。在钢结构支撑件1和球幕6内表面的接缝处用手糊环氧树脂玻璃布进行加强，既保证振动后不裂纹，又保证幕面的平顺光滑。实施例1在具体飞行模拟器应用中，如图1所示，将仿真座舱2安装在运动上平台4上，并位于钢结构支撑件1内。钢结构支撑件1上的门框5与运动上平台4的出入口对应。所述球幕6的内表面半径可以选择为3米。该例中本专利技术的高强度大视场球幕实像显示系统眼点3处的垂直视场范围可以达到80°，其上视场25°下视场55°又参见附图2所示，本专利技术的高强度大视场球幕实像显示系统眼点3处的水平视场范围可以达到180°。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度大视场球幕实像显示系统，其特征在于：主要包括钢结构支撑件(1)和球幕(6)；所述钢结构支撑件(1)包括运动上平台(4)、门框(5)、若干经向支撑单元和若干纬向支撑单元；钢结构支撑件(1)内部为适应球幕(6)形状的支撑结构；钢结构支撑件(1)的每一个组成部分均设计成若干个子单元，各子单元间通过螺栓连接。

【技术特征摘要】
1.一种高强度大视场球幕实像显示系统，其特征在于：主要包括钢结构支撑件(1)和球幕(6)；所述钢结构支撑件(1)包括运动上平台(4)、门框(5)、若干经向支撑单元和若干纬向支撑单元；钢结构支撑件(1)内部为适应球幕(6)形状的支撑结构；钢结构支撑件(1)的每一个组成部分均设计成若干个子单元，各子单元间通过螺栓连接。2.根据权利要求1所述的一种高强度大视场球幕实像显示系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马斌，马起跃，周星，张波，许传硕，齐东辉，徐雅冬，
申请(专利权)人：北京航宇荣康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11