一种用于飞行模拟的联动平台及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于飞行模拟的联动平台及其控制方法，其联动平台包括：多个Stewart六自由度运动平台系统、控制系统、多个飞机舱体，所述多个Stewart六自由度运动平台系统用于承载飞机舱体，并带动所述多个飞机舱体实现各种空间运动；所述控制系统用于根据多个Stewart六自由度运动平台系统和多个飞机舱体的实时状态信息判断所述多个Stewart六自由度运动平台系统是否正常以及保证所述多个Stewart六自由度运动平台系统同步运动；所述多个飞机舱体组成飞行模拟器。本发明专利技术通过多个Stewart六自由度运动平台系统的联动配合，将原本很大很长的舱体分解成为多段，节省了制造、安装以及运输和维护的成本，并实现多个飞机舱体同步的俯仰、横滚、航向、横移、纵移和升降六个自由度的姿态运动。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞行模拟的联动平台及其控制方法
本专利技术涉及飞行模拟开发
，具体涉及一种用于飞行模拟的联动平台及其控制方法。
技术介绍
随着科技的发展，现代人类的出行已经极为方便，而飞行无疑是目前人类出行的重要交通方式之一。在我国的航空飞行领域,每年都需要对数量相当的飞行员进行培训模拟飞行,目前我国飞行模拟器存在一些通病:成本昂贵、运输不便、难以重复利用、任务模式单一、可维护性差、难以进行功能扩展。飞行模拟器的高昂的成本一定程度上限制了飞行员的训练以及成长模式和速度，也严重影响着我国飞行员培养的整体水平发展。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于飞行模拟的多舱联动平台，解决现有现有飞行模拟器成本昂贵、运输不便、难以重复利用、任务模式单一、可维护性差、难以进行功能扩展等问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：在本专利技术第一方面目的提供了一种用于飞行模拟的联动平台，包括多个Stewart六自由度运动平台系统、控制系统、多个飞机舱体，所述多个Stewart六自由度运动平台系统用于承载飞机舱体，并带动所述多个飞机舱体实现各种空间运动；所述控制系统用于根据多个Stewart六自由度运动平台系统和多个飞机舱体的实时状态信息判断所述多个Stewart六自由度运动平台系统是否正常以及保证所述多个Stewart六自由度运动平台系统同步运动；所述多个飞机舱体组成飞行模拟器。在本专利技术的第一个实施例中，每个Stewart六自由度运动平台系统包括地基、上平台、动力源、传动机构，所述地基用于为动力源和传动机构提供支撑；所述动力源用于为上平台提供动力，并通过传动机构分别与上平台、地基连接；所述传动机构的两端分别与上平台、地基连接；所述上平台用于承载飞机舱体并带动舱体实现各种空间运动。进一步的，所述动力源包括伺服电动缸和气缸，所述伺服电动缸用于为上平台提供动力源并支撑其运动；所述气缸用于平衡上平台的在运动过程中的自重以及为上平台提供安全缓冲。更进一步的，所述伺服电动缸设有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于限制伺服电动缸的最大和最小行程。更进一步的，为了保障设备和人员的安全，所述伺服电动缸的电机带有抱闸，当系统出现故障或者断电时，电机制动器迅速启动，立即抱死电动缸，从而使平台能立即停止运动，保持在当前位置，不因自身以及舱体的惯性继续运动。在上述的一些实施例中，所述伺服电动缸与所述气缸数量比小于2:1。在本专利技术的第二个实施例中，所述控制系统包括PLC、多个运动控制器、上位机，所述PLC用于获取状态信息并将所述实时状态信息发送给上位机；所述上位机根据接收到的实时状态信息确定所述多个Stewart六自由度运动平台系统是否满足运行要求，以及将预设的运动姿态数据发送给多个运动控制器并保证其数据同步和向所述多个运动控制器发出同步信号；所述多个运动控制器分别与对应Stewart六自由度运动平台系统的动力源连接，用于根据所述预设的运动姿态数据实时计算出对应上平台的位姿并根据所述上平台对应的动力源反馈得出该动力源的的运动参数并根据所述同步信号统一执行。进一步的，为了保证所述多个运动控制器数据同步和控制同步，所述多个运动控制器包括一个第一运动控制器和多个第二运动控制器，所述第一运动控制器的时钟被配置为所述同步信号的基准时钟；所述多个第二运动控制器的时钟被配置为根据所述基准时钟进行时钟同步。在上述的实施例中，所述实时状态信息包括动力源的位置、力矩、温度、电流、气压值，以及飞机舱门锁紧状态、安全带扣紧状态、各个Stewart六自由度运动平台系统之间的相对距离。在本专利技术第二方面目的提供了根据第二个实施例提供的用于飞行模拟的联动平台的控制方法，包括如下步骤：上位机确定各设备状态满足运行要求；上位机将预设的运动姿态数据发送给多个运动控制器，所述多个运动控制器根据所述预设的运动姿态数据实时计算出对应上平台的位姿并根据所述上平台对应的动力源反馈得出该动力源的的运动参数并根据所述同步信号统一执行。进一步的，所述多个运动控制器根据接收数据中的同步周期数据与上位机的调节时间来确定数据交换的执行延时或提前时间量。进一步的，所述上位机采用UDP协议通过工业级局域网交换机与所述多个运动控制器进行数据交换。本专利技术的有益效果是：1.将原本很大很长的飞行模拟器舱体分解成为多段，节省了制造、安装以及运输和维护的成本，同时将原本所需的庞大的运动平台分解为多个较小的运动平台，大大减小运动平台的制造、安装以及运输和维护的成本。根据预设程序实时改变多个运动平台的姿态，即改变伺服电动缸和气缸的行程，使设备可以实现舱体的俯仰、横滚、航向、横移、纵移和升降六个自由度的同步姿态运动。2.通过增加PLC、气缸伺服电动缸的抱闸与霍尔传感器构成飞机模拟舱体安全机制，保障设备和人员的安全。3.通过使用UDP协议通信增强数据时效性，采用工业级局域网交换机降低数据延迟与丢包概率，以及时钟同步机制，保证数据与控制能保持在毫秒级的精度的同步。附图说明图1为本专利技术的一些施例中的飞行模拟的联动平台的整体结构示意图；图2为单个Stewart六自由度运动平台系统示意图；图3为本专利技术的飞行模拟的联动平台在工作时的状态示意图；图4为本专利技术的一些施例中的控制系统的结构示意图；图5为本专利技术的一些施例中的飞行模拟的联动平台的控制方法；图6为本专利技术的一些施例中的上位机综合控制监控软件的工作流程图。附图标记：1、飞机舱体；2、Stewart六自由度运动平台系统；3、上平台；4、传动机构；41、铰链座；5、动力源；51、伺服电动缸；52、气缸；7、地基；71预埋钢混地基；8、控制系统；81、PLC；82、上位机；83、运动控制器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。参考图1，本专利技术第一方面目的提供了一种用于飞行模拟的联动平台，包括多个Stewart六自由度运动平台系统2、控制系统8、多个飞机舱体1，所述多个Stewart六自由度运动平台系统2用于承载飞机舱体，并带动所述多个飞机舱体1实现各种空间运动；所述控制系统8用于根据多个Stewart六自由度运动平台系统2和多个飞机舱体1的实时状态信息判断所述多个Stewart六自由度运动平台系统2是否正常以及保证所述多个Stewart六自由度运动平台系统2同步运动；所述多个飞机舱体1组成飞行模拟器。具体地，上述飞行模拟的三舱联动平台，包括三台用于放置飞机舱体1的Stewart六自由度运动平台系统2，通过三个Stewart六自由度运动平台系统2的联动配合，实现三个舱体的同步运动。参考图2和图3，在本专利技术的第一个实施例中，每个Stewart六自由度运动平台系统2包括地基7、上平台3、动力源5、传动机构4，所述地基7用于为动力源5和传动机构4提供支撑；所述动力源5用于为上平台3提供动力，并通过传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞行模拟的联动平台，其特征在于，包括多个Stewart六自由度运动平台系统、控制系统、多个飞机舱体，/n所述多个Stewart六自由度运动平台系统用于承载飞机舱体，并带动所述多个飞机舱体实现各种空间运动；/n所述控制系统用于根据多个Stewart六自由度运动平台系统和多个飞机舱体的实时状态信息判断所述多个Stewart六自由度运动平台系统是否正常以及保证所述多个Stewart六自由度运动平台系统同步运动；/n所述多个飞机舱体组成飞行模拟器。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行模拟的联动平台，其特征在于，包括多个Stewart六自由度运动平台系统、控制系统、多个飞机舱体，
所述多个Stewart六自由度运动平台系统用于承载飞机舱体，并带动所述多个飞机舱体实现各种空间运动；
所述控制系统用于根据多个Stewart六自由度运动平台系统和多个飞机舱体的实时状态信息判断所述多个Stewart六自由度运动平台系统是否正常以及保证所述多个Stewart六自由度运动平台系统同步运动；
所述多个飞机舱体组成飞行模拟器。


2.根据权利要求1所述的用于飞行模拟的联动平台，其特征在于，每个Stewart六自由度运动平台系统包括地基、上平台、动力源、传动机构，
所述地基用于为动力源和传动机构提供支撑；
所述上平台用于承载飞机舱体并带动舱体实现各种空间运动；
所述动力源用于为上平台提供动力，并通过传动机构分别与上平台、地基连接；
所述传动机构的两端分别与上平台、地基连接。


3.根据权利要求2所述的用于飞行模拟的联动平台，其特征在于，所述动力源包括伺服电动缸和气缸，
所述伺服电动缸用于为上平台提供动力源并支撑其运动；
所述气缸用于平衡上平台的在运动过程中的自重以及为上平台提供安全缓冲。


4.根据权利要求3所述的用于飞行模拟的联动平台，其特征在于，所述伺服电动缸设有霍尔传感器，所述霍尔传感器用于限制伺服电动缸的最大和最小行程。


5.根据权利要求2所述的用于飞行模拟的联动平台，其特征在于，所述控制系统包括PLC、多个运动控制器、上位机，
所述PLC用于获取实时状态信息并将所述实时状态信息发送给上位机；
所述上位机根据接收到的实时状态信息确定所述多个Stewart六自由度运动平台系统是否满足运行要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤俊，吴雯，李绍安，罗文豹，段文武，
申请(专利权)人：穆特科技武汉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42