一种六自由度飞行模拟装备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种六自由度飞行模拟装备，其特征在于，包括俯仰单元、偏航单元、滚转单元、垂向作动单元、变径调节单元、转臂和主驱动单元，主驱动单元用于驱动转臂转动，垂向作动单元可滑动地连接转臂，变径调节单元用于驱动垂向作动单元沿转臂纵向滑动，滚转单元可滑动地连接垂向作动单元，垂向作动单元用于驱动滚转单元上下滑动；滚转单元旋转轴心与转臂纵向垂直，偏航单元旋转轴心与滚转单元旋转轴心垂直，俯仰单元旋转轴心垂直于偏航单元旋转轴心和滚转单元旋转轴心共同所处的平面，解决了现有技术中存在的技术问题，如：无法在离心场下进行六自由度飞行模拟。场下进行六自由度飞行模拟。场下进行六自由度飞行模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度飞行模拟装备


[0001]本技术涉及飞行模拟装备领域，具体来说是一种六自由度飞行模拟装备。

技术介绍

[0002]飞行模拟装备是一种面向飞行员装备研制和训练需求的模拟平台，主要用于机载设备的操作使用、飞行员的过载模拟训练、空间定向障碍训练、技战术模拟训练等。
[0003]目前公开的飞行模拟装备根据是否具备持续过载模拟功能分为两类：一类是转椅、模拟舱、并联平台等训练装备，主要用于飞行现象演示教学或小载荷模拟训练，不具备持续过载模拟环境；另一类是基于载人离心机的训练装备，可实现持续过载模拟。
[0004]目前公开的并联平台虽然具备多自由协调运动模拟功能，可实现无持续过载环境下的空间定向障碍演示教学和飞行姿态模拟，但由于不具备持续过载环境，难以实现真实飞行下的过载运动感知。
[0005]目前公开的基于载人离心机的训练装备主要为单轴、三轴载人离心机和四轴空间定向障碍模拟器，其中单轴载人离心机主要提供持续低过载变化率，仅可用于单向持续过载模拟训练；三轴载人离心机在实现过载模拟的同时，具备滚转、俯仰运动模拟功能，可实现动态复合过载模拟训练；四轴空间定向障碍模拟器在实现动态复合过载模拟训练的同时，增加了偏航运动模拟功能，通过主轴旋转、滚转、偏航、俯仰运动协调，可用于离心过载环境下空间定向障碍模拟训练。受限于空间运动自由度限制，上述飞行模拟训练装备难以满足多因素下的模拟训练需求。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于：提供一种六自由度飞行模拟装备，可以在离心场下六自由度飞行姿态模拟。
[0007]为实现上述技术目的，本技术提供以下技术方案：
[0008]一种六自由度飞行模拟装备，其特征在于，包括俯仰单元、偏航单元、滚转单元、垂向作动单元、变径调节单元、转臂和主驱动单元，所述转臂底部连接所述主驱动单元，所述主驱动单元用于驱动所述转臂转动，所述垂向作动单元可滑动地连接所述转臂，所述变径调节单元用于驱动所述垂向作动单元沿所述转臂纵向滑动，所述滚转单元可滑动地连接所述垂向作动单元，所述垂向作动单元用于驱动所述滚转单元上下滑动；所述滚转单元可转动地连接所述垂向作动单元，所述偏航单元可转动地连接所述滚转单元，所述俯仰单元可转动地连接所述偏航单元，所述滚转单元旋转轴心与所述转臂纵向垂直，所述偏航单元旋转轴心与所述滚转单元旋转轴心垂直，所述俯仰单元旋转轴心垂直于所述偏航单元旋转轴心和所述滚转单元旋转轴心共同所处的平面。所述滚转单元用于驱动所述偏航单元与所述俯仰单元随着所述滚转单元一起转动，所述偏航单元用于驱动所述俯仰单元随着所述偏航单元一起转动。
[0009]进一步的，所述滚转单元包括滚转框和滚转电机，所述偏航单元包括偏航框和偏
航电机，所述俯仰单元包括俯仰电机和座舱，所述滚转电机可上下滑动地连接所述垂向作动单元，所述滚转电机输出轴连接所述滚转框的一侧，所述滚转框固定连接所述偏航电机，所述偏航电机输出轴连接所述偏航框的一侧，所述偏航框固定连接所述俯仰电机，所述俯仰电机输出轴固定连接所述座舱，所述偏航框设置于所述滚转框内，所述座舱设置于所述偏航框内；所述滚转电机输出轴与所述转臂纵向垂直，所述滚转电机输出轴与所述偏航电机输出轴垂直，所述俯仰电机输出轴垂直于所述滚转电机输出轴和所述偏航电机输出轴共同所处的平面。
[0010]进一步的，所述垂向作动单元包括安装座、竖直导轨和移动座，所述转臂水平设置，所述转臂设有开口朝上的空腔，所述安装座设置于所述空腔内，所述安装座可滑动地连接所述转臂，所述安装座连接有水平驱动装置，所述水平驱动装置用于推动所述安装座水平移动，所述安装座为中空结构，所述滚转框设置于所述安装座内，所述移动座设有两个，两个所述移动座分别设置于所述安装座内壁两侧，所述移动座的两侧可滑动地连接有两个所述竖直导轨，所述竖直导轨固定连接所述安装座内壁，所述竖直导轨与所述转臂垂直，一个所述移动座固定连接所述滚转电机，另一个所述移动座可转动地连接所述滚转框，所述移动座连接有竖直驱动装置，所述竖直驱动装置用于驱动所述移动座上下滑动。
[0011]进一步的，所述变径调节单元包括导轨和滑块，所述转臂两侧空腔内壁均固定连接有三个所述导轨，三个所述导轨沿所述转臂纵向设置，所述安装座两侧均固定连接有若干所述滑块，所述滑块可滑动地设置于所述导轨上，所述安装座连接有水平驱动装置，所述水平驱动装置用于驱动所述安装座沿所述转臂纵向滑动。
[0012]进一步的，还包括配重单元，所述主驱动单元设置于所述配重单元与所述安装座之间。所述配重单元包括配重驱动装置和移动配平块，所述移动配平块可滑动地连接所述导轨，所述配重驱动装置用于推动所述移动配平块滑动。
[0013]进一步的，还包括传动单元，所述传动单元包括转台和拨叉，所述主驱动单元输出轴固定连接所述拨叉，所述转臂底部设有两个卡槽，所述拨叉两端分别设置于所述两个卡槽内，所述转台顶部可转动地连接所述转臂底部，所述转台底部固定连接所述主驱动单元，所述主驱动单元输出轴穿过所述转台。
[0014]进一步的，所述滚转电机和所述偏航电机通过胀套分别连接所述滚转框和所述偏航框。
[0015]进一步的，所述偏航框远离所述偏航电机的一侧可转动地连接所述滚转框。
[0016]进一步的，所述变径调节单元还包括挡块，两侧的最底部的所述导轨均固定连接有两个所述挡块，所述挡块用于限制所述滑块的滑动行程。
[0017]本技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0018]1、通过主驱动单元驱动转臂转动，安装座可滑动地连接所述转臂，滚转框可上下滑动地连接所述安装座，以及滚转电机、偏航电机和俯仰电机转动时让座舱沿三维坐标系的三个方向自转，最终将多自由度运动传递至负载，实现了离心运动、顺臂向直线运动、垂向作动、滚转运动、偏航运动和俯仰运动，达到了离心场下的六自由度的飞行姿态模拟的有益效果。
[0019]2、针对传统并联六自由度飞行模拟装置不能够提供持续过载问题，所述六自由度飞行模拟装置可通过主驱动单元的主轴旋转实现离心过载模拟，并通过水平驱动装置推动
安装座以改变离心半径，满足不同过载需求的运动模拟。
[0020]3、针对离心旋转运动串联可行性问题，设计传动单元，通过转台结构实现转臂及其附属单元重力载荷的承载要求，并通过拨叉同转臂卡槽配合，实现旋转运动的传递。
[0021]4、针对直线运动串联可行性问题，充分考虑了垂直作动单元及附属单元的运动空间与安装支撑接口要求，转臂采用U型框架式结构，并设计多道顺臂向导轨组合结构，多个导轨沿垂向梯次配置，有效分散转臂承载件的自重，采用对称布置方式，保证顺臂向导向精度。
[0022]5、针对离心运动不平衡问题，采用全平衡设计原则，设计移动配平块做顺臂向直线运动，该直线运动与垂向作动单元顺臂向直线运动反向同步，动态配平达到静平衡设计，防止移动过程中倾覆力矩过大。
附图说明
[0023]图1为本技术一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六自由度飞行模拟装备，其特征在于，包括俯仰单元(8)、偏航单元(7)、滚转单元(6)、垂向作动单元(5)、变径调节单元(4)、转臂(3)和主驱动单元(1)，所述转臂(3)底部连接所述主驱动单元(1)，所述主驱动单元(1)用于驱动所述转臂(3)转动，所述垂向作动单元(5)可滑动地连接所述转臂(3)，所述变径调节单元(4)用于驱动所述垂向作动单元(5)沿所述转臂(3)纵向滑动，所述滚转单元(6)可滑动地连接所述垂向作动单元(5)，所述垂向作动单元(5)用于驱动所述滚转单元(6)上下滑动；所述滚转单元(6)可转动地连接所述垂向作动单元(5)，所述偏航单元(7)可转动地连接所述滚转单元(6)，所述俯仰单元(8)可转动地连接所述偏航单元(7)，所述滚转单元(6)旋转轴心与所述转臂(3)纵向垂直，所述偏航单元(7)旋转轴心与所述滚转单元(6)旋转轴心垂直，所述俯仰单元(8)旋转轴心垂直于所述偏航单元(7)旋转轴心和所述滚转单元(6)旋转轴心共同所处的平面，所述滚转单元(6)用于驱动所述偏航单元(7)与所述俯仰单元(8)随着所述滚转单元(6)一起转动，所述偏航单元(7)用于驱动所述俯仰单元(8)随着所述偏航单元(7)一起转动。2.根据权利要求1所述的一种六自由度飞行模拟装备，其特征在于，所述滚转单元(6)包括滚转框(6-2)和滚转电机(6-1)，所述偏航单元(7)包括偏航框(7-2)和偏航电机(7-1)，所述俯仰单元(8)包括俯仰电机(8-1)和座舱(8-2)，所述滚转电机(6-1)可上下滑动地连接所述垂向作动单元(5)，所述滚转电机(6-1)输出轴连接所述滚转框(6-2)的一侧，所述滚转框(6-2)固定连接所述偏航电机(7-1)，所述偏航电机(7-1)输出轴连接所述偏航框(7-2)的一侧，所述偏航框(7-2)固定连接所述俯仰电机(8-1)，所述俯仰电机(8-1)输出轴固定连接所述座舱(8-2)，所述偏航框(7-2)设置于所述滚转框(6-2)内，所述座舱(8-2)设置于所述偏航框(7-2)内；所述滚转电机(6-1)输出轴与所述转臂(3)纵向垂直，所述滚转电机(6-1)输出轴与所述偏航电机(7-1)输出轴垂直，所述俯仰电机(8-1)输出轴垂直于所述滚转电机(6-1)输出轴和所述偏航电机(7-1)输出轴共同所处的平面。3.根据权利要求2所述的一种六自由度飞行模拟装备，其特征在于，所述垂向作动单元(5)包括安装座(5-2)、竖直导轨(5-1)和移动座(5-3)，所述转臂(3)水平设置，所述转臂(3)设有开口朝上的空腔，所述安装座(5-2)设置于所述空腔内，所述安装座(5-2)可滑动地连接所述转臂(3)，所述安装座(5-2)连接有水平驱动装置，所述水平驱动装置用于推动所述安装座(5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋琼，尹娇妹，舒杨，尹鹏，杨永生，蒋春梅，牛红攀，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：新型
国别省市：