一种直线运动式电动操纵负荷系统技术方案

本发明专利技术公开一种直线运动式电动操纵负荷系统，包括执行机构，执行机构设置有多个，执行机构包括直线驱动件，直线驱动件设置于导向结构与承载结构之间，导向结构固定于承载结构上，导向结构滑动连接有滑动件，直线驱动件基于电磁驱动原理与滑动件驱动连接，滑动件固定安装有连接件，连接件用于连接负载使用；多个直线驱动件均与控制机构电性连接，并构成电气控制回路。本发明专利技术为各类有人操纵的模拟器提供操纵力，力负荷的大小能受外部软件模型的控制，与模拟器的操纵机构组成人机闭环系统，一般用于模拟器操纵杆、脚蹬、油门杆的力加载，解决不同模拟飞行状态下的可变操纵力仿真问题，属于模拟器技术领域，也可用于航空、航天领域。航天领域。航天领域。

A linear motion electric control load system

【技术实现步骤摘要】
一种直线运动式电动操纵负荷系统


[0001]本专利技术涉及模拟器的操纵负荷系统
，特别是涉及一种直线运动式电动操纵负荷系统。

技术介绍

[0002]电动操纵负荷系统是指模拟器纵向驾驶杆力、横向驾驶杆力和脚蹬力的主操纵系统,它的仿真效果直接影响飞行员的训练,影响对飞行模拟器的飞行品质的评定,因此要求飞行模拟器操纵负荷系统必须实时地逼真复现飞机在不同飞行条件下和不同操纵模式下的静态和动态特性。电动操纵负荷系统在操纵力感的模拟方面，与弹簧式操纵系统相比具有更好的操纵负荷控制性能。
[0003]模拟器中的操纵负荷系统是飞行模拟仿真环境中的一个重要的人机交互界面，它的性能优劣，极大地程度上影响到飞行模拟仿真的效果。在模拟器上，飞行员操纵模拟的驾驶杆、脚蹬、油门杆、桨距杆等操纵机构，给出飞行操纵的指令，这些操纵机构通过连杆装置与地板下的操纵负荷系统执行机构相连，通过执行机构上的传感器，形成在飞行员、执行机构、操纵负荷系统计算机和模拟器主计算机之间的控制回路。这个控制回路可以把飞行员的操纵指令实时地传输给模拟器主机；同时它可以真实地模拟飞机在真实飞行过程中，不同的飞行状态下的座舱控制杆/脚蹬的操纵力感。
[0004]上述电动操纵负荷系统一般是以旋转电机为动力源，存在以下缺点：
[0005](1)需要较大的安装空间高度，因此不能在低座舱的模拟器上安装，适用范围受限。
[0006](2)采用旋转电机驱动，通过旋转摇臂输出力矩，输出端的运动轨迹为弧线，输出力的方向连续变化，力不能按线性输出。
>[0007](3)驱动电机通过减速机构来降低转速和提高扭矩，减速机构会产生摩擦阻力和传动间隙，力的控制精度变差。
[0008](4)功能不够齐全，缺少特殊应用模式的模拟。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种直线运动式电动操纵负荷系统，以解决上述现有技术存在的问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种直线运动式电动操纵负荷系统，包括：
[0011]执行机构，所述执行机构设置有多个，所述执行机构包括直线驱动件，所述直线驱动件设置于导向结构与承载结构之间，所述导向结构固定于所述承载结构上，所述导向结构滑动连接有滑动件，所述直线驱动件基于电磁驱动原理与所述滑动件驱动连接，所述滑动件固定安装有连接件，所述连接件用于连接负载使用；
[0012]控制机构，多个所述直线驱动件均与所述控制机构电性连接，并构成电气控制回
路。
[0013]优选的，所述承载结构包括底座；所述导向结构包括分别固定于所述底座长边两侧的导轨，两所述导轨之间相互平行；所述滑动件包括滑动连接于两所述导轨之间的滑台。
[0014]优选的，所述底座的顶面开设有凹槽，所述凹槽位于两所述导轨之间；所述直线驱动件包括定子和动子，所述动子的线圈插入至所述定子的磁场中间，且位于居中位置；所述定子固定于所述凹槽内，所述动子固定于所述滑台的底端。
[0015]优选的，所述动子沿所述导轨的走向以直线方式运动。
[0016]优选的，所述底座长边的一侧固定有编码器的固定端，所述编码器的滑动端固定于所述滑台的一侧，且所述编码器的固定端与滑动端位于同侧。
[0017]优选的，所述动子与所述编码器的电线均由线束的运动端引入，并由所述线束的固定端引出，且与所述控制机构电性连接。
[0018]优选的，所述连接件包括接耳，所述接耳的转轴用于连接负载使用。
[0019]优选的，所述控制机构包括电气控制箱，所述电气控制箱具有多个航空插座，处于同一所述执行机构的所述动子和所述编码器的电线均与其中一个所述航空插座电性连接，所述电气控制箱电性连接有电源，所述电气控制箱通过网线连接到用户计算机。
[0020]本专利技术公开了以下技术效果：
[0021](1)输出端按直线轨迹运动，输出力的方向保持在一条直线上，力的方向不随位置发生变化，线性和方向性好。
[0022](2)直线驱动方式无减速机构，可靠性高、寿命长、耐振动环境，可在振动平台上使用。
[0023](3)固有摩擦力低，对于模拟直升机杆力比较轻的应用场景，非常适用。用于固定翼飞机模拟器，杆力也非常平滑、稳定。
[0024](4)本装置功能全面，能够解决不同模拟飞行状态下的可变操纵力模拟问题。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术直线运动式电动操纵负荷系统的轴测图；
[0027]图2为本专利技术控制机构与执行机构连接关系示意图；
[0028]其中，1为底座，2为导轨，3为滑台，4为定子，5为动子，6为限位块，7为编码器，8为托线板，9为线束，10为接耳，11为端板。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0031]参照图1
‑
2，本专利技术提供一种直线运动式电动操纵负荷系统，包括：
[0032]执行机构，执行机构设置有多个，执行机构包括直线驱动件，直线驱动件设置于导向结构与承载结构之间，导向结构固定于承载结构上，导向结构滑动连接有滑动件，直线驱动件基于电磁驱动原理与滑动件驱动连接，滑动件固定安装有连接件，连接件用于连接负载使用；
[0033]控制机构，多个直线驱动件均与控制机构电性连接，并构成电气控制回路。
[0034]在工作状态下，对控制机构发送力梯度指令，控制机构据此计算力梯度数据。与此同时，负载通过连接件推动滑动件运动，对运动产生的位置和速度进行测量，得到位置偏移数据。控制机构利用力梯度数据、位置偏移数据计算产生输出电流的数据值。依据此，控制机构驱动直线驱动件的输出端产生需要的电流，电流在磁场作用下产生力。
[0035]进一步的，承载结构包括底座1，底座1作为执行机构的承载结构；导向结构包括分别固定于底座1长边两侧的导轨2，两导轨2之间相互平行，底座1的长边两侧安装两对相互平行的导轨2，用沉头螺钉拧紧压住导轨2的固定端；滑动件包括滑动连接于两导轨2之间的滑台3，滑台3为一个倒置的U形结构，内测两端用沉头螺钉固定导轨2的滑动端，通过导轨2的导向作用限定滑台3只能沿直线往返方向相对于底座1运动。
[0036]进一步的，底座1的顶面开设有凹槽，凹槽位于两导轨2之间；直线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线运动式电动操纵负荷系统，其特征在于，包括：执行机构，所述执行机构设置有多个，所述执行机构包括直线驱动件，所述直线驱动件设置于导向结构与承载结构之间，所述导向结构固定于所述承载结构上，所述导向结构滑动连接有滑动件，所述直线驱动件基于电磁驱动原理与所述滑动件驱动连接，所述滑动件固定安装有连接件，所述连接件用于连接负载使用；控制机构，多个所述直线驱动件均与所述控制机构电性连接，并构成电气控制回路。2.根据权利要求1所述的直线运动式电动操纵负荷系统，其特征在于：所述承载结构包括底座(1)；所述导向结构包括分别固定于所述底座(1)长边两侧的导轨(2)，两所述导轨(2)之间相互平行；所述滑动件包括滑动连接于两所述导轨(2)之间的滑台(3)。3.根据权利要求2所述的直线运动式电动操纵负荷系统，其特征在于：所述底座(1)的顶面开设有凹槽，所述凹槽位于两所述导轨(2)之间；所述直线驱动件包括定子(4)和动子(5)，所述动子(5)的线圈插入至所述定子(4)的磁场中间，且位于居中位置；所述定子(4)固定于所述凹槽内，所述动子(5)固定于所述滑台(3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，
申请(专利权)人：北京元晨华盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：