本实用新型专利技术涉及飞行模拟技术领域，具体涉及一种基于三自由度平台的飞行模拟器，包括球形幕墙、驾驶舱、运动平台和投影装置。运动平台通过第一电机驱动驾驶舱相对于第一转轴的轴线转动，实现了驾驶舱在模拟飞行过程中的俯仰运动，通过第二电机驱动俯仰支架相对于第二转轴的轴线转动，进而带动驾驶舱在水平面内翻转，实现了驾驶舱在模拟飞行过程中的左右水平翻转运动，通过电动缸驱动滑动平台沿着导轨滑动，进而带动驾驶舱做沿着导轨的直线运动，有利于提升模拟飞行过程中的加速训练体验。该飞行模拟器优化了现有飞行模拟器的结构，大大降低了制造成本，结合球形幕墙与龙门架上的投影仪形成的球幕化视景成像结构设计，提升了模拟飞行的沉浸感。飞行的沉浸感。飞行的沉浸感。
【技术实现步骤摘要】
基于三自由度平台的飞行模拟器
[0001]本技术涉及飞行模拟
，具体涉及一种易于实现和控制的基于三自由度平台的飞行模拟器。
技术介绍
[0002]飞行模拟器根据训练内容的难度等级不同又可以分为如下三种类型。其一，全任务飞行模拟器，由模拟座舱、视景系统、运动系统、操纵负荷系统、音响系统和教员台等组成，可覆盖包括起飞、着陆在内的90%以上飞行科目的训练，是目前最为先进、完整的训练工具。其二，飞行训练器，飞行训练器一般没有运动系统和视景系统，但几乎包括对飞机上所有设备的仿真，可以用于地勤训练和飞行训练。其三，基于计算机的训练模拟器，基于计算机的训练模拟器主要用于飞行理论教学，是具有图形图像、文本显示、语音的多媒体计算机系统。
[0003]其中，全任务飞行模拟器目前多采用六自由度平台作为运动仿真结构。例如，中国专利文献CN208422163U中公开了一种基于多自由度运动平台和视景仿真的飞行训练模拟系统。该飞行训练模拟系统采用六自由度运动平台配合驾驶仿真舱真实模拟飞行器在不同天候条件下的驾驶状态反馈，采用视景仿真显示技术和源于实装的工况噪音系统，给飞行员创设具有较强的视觉、听觉、触觉和加速度冲击力，使飞行驾驶训练具有逼真的代入感和沉浸感。
[0004]然而，随着模拟飞行任务和相应飞行训练的多样化，由于六自由度平台的高昂成本，类似于上述基于六自由度平台研发的飞行模拟器的应用受到了限制。由此，基于少自由度并联机构研发的飞行模拟器得到广泛推广。例如，基于三自由度平台设计的飞行模拟器。三自由度飞行模拟器要实现飞行过程中飞机的俯仰、横滚、升降基本动作，才能满足飞行训练模拟器的需要。根据上述飞行模拟器的要求，所选用的运动平台要实现俯仰、横滚、升降3个动作。
[0005]目前，三自由度飞行模拟器的驱动装置多为液压缸，液压缸的驱动方式不仅成本高，难度大，而且在运动模拟过程中，由于液压缸的行程有限，在完成一次动作后，为了使得接下来的连续动作具有足够的行程，液压缸需要回到中立的位置。上述液压缸回到中立位置的附加运动通常被称为运动的洗出。为了提升运动模拟的平滑性和真实性，洗出运动要求被设计成近似匀速运动，加速度需要小于人体所能感受到的加速度阈值。如此一来，大大增加了三自由度飞行模拟器的运动控制难度。
[0006]综上所述，在模拟飞行的过程中，如何设计一种飞行模拟器，降低制造成本和控制复杂性，提升模拟飞行的沉浸感觉，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于，为模拟飞行的过程中，提供一种易于实现和控制的基于三自由度平台的飞行模拟器，用以优化现有飞行模拟器的结构，降低制造成本，提升模拟飞
行的沉浸感。
[0008]为实现上述目的，本技术采用如下方案：
[0009]一种飞行模拟器，包括球形幕墙、驾驶舱、运动平台和向着球形幕墙投射影像的投影装置，所述投影装置位于球形幕墙的开口一侧；
[0010]所述球形幕墙包裹在驾驶舱的外侧；
[0011]所述驾驶舱安装在运动平台上，所述驾驶舱内设置有供训练人员乘坐的驾驶座，所述驾驶座与驾驶舱的内壁相连；
[0012]所述运动平台包括滑动平台、以及布置在滑动平台上的俯仰支架和侧翻支架；
[0013]其中，所述滑动平台的底部设置有平行于驾驶舱的中心线布设的导轨，所述滑动平台通过滑座与导轨相连，所述滑动平台上连接有驱动滑动平台沿导轨滑动的电动缸；
[0014]所述俯仰支架上设置有第一转轴，所述第一转轴的一端与驾驶舱的侧壁相连，所述第一转轴的另一端连接有驱动驾驶舱沿第一转轴的轴线转动的第一电机；所述第一电机的安装端固定在俯仰支架上；
[0015]所述侧翻支架固定在滑动平台上，所述侧翻支架之间具有供驾驶舱水平翻转的侧翻空间，所述侧翻支架上设置有第二转轴，所述第二转轴的轴线垂直于第一转轴的轴线，所述第二转轴的一端与俯仰支架相连，所述第二转轴的另一端连接有驱动俯仰支架沿第二转轴的轴线转动的第二电机；所述第二电机的安装端固定在滑动平台上。
[0016]作为优选，球形幕墙包括球形钢结构骨架和铝板，铝板通过铆钉与钢结构骨架相连形成球形投影面，球形投影面上涂覆有涂料层，涂料层上涂覆有漫反射涂层。
[0017]如此设置，相比于显示屏拼接形成的成像结构，避免了拼接缝隙，以及画面呈块状显示的情况，球形幕墙提升了成像质量，进而提升了训练人员模拟飞行的沉浸感，涂料层用于对铆接铝板的交接处实施整平，有利于进一步提升投影仪的投影质量。
[0018]作为优选，投影装置包括龙门架，以及安装在龙门架上的投影仪，龙门架横跨在驾驶舱的上方。
[0019]作为优选，龙门架具有横梁段和立架段，一对立架段通过横梁段相连，横梁段上设置有3处供投影仪安装的水平投影点位，每一个立架上均设置有1处供投影仪安装的侧投影点位。如此设置，3处水平投影点位和2处侧投影点位形成5通道的球幕视景成像系统，有利于图像的融合校正，避免了画面出现错位和融合的痕迹，提升模拟飞行过程中的场景模拟能力。
[0020]作为优选，龙门架的底部设置有安装座，安装座与立架段的底部相连。如此设置，安装座用于增大立架段与地面的接触面积，进而进一步提高了龙门架的稳定性。
[0021]作为优选，第一电机的输出端通过第一传动结构与第一转轴相连，第一传动结构包括第一主动链轮、第一从动链轮和第一链条，第一主动链轮与第一电机的输出端相连，第一从动链轮与第一转轴相连，第一主动链轮通过第一链条与第一从动链轮相连。
[0022]如此设置，便于第一电机的转矩通过链传动结构传递至驾驶舱，进而驱动驾驶舱沿着第一转轴的轴线转动，实现了驾驶舱在模拟飞行过程中的俯仰运动。
[0023]作为优选，第二电机的输出端通过第二传动结构与第二转轴相连，第二传动结构包括第二主动链轮、第二从动链轮和第二链条，第二主动链轮与第二电机的输出端相连，第二从动链轮与第二转轴相连，第二主动链轮听过第二链条与第二从动链轮相连。
[0024]如此设置，便于第二电机的转矩通过链传动结构传递至俯仰支架，进而驱动俯仰支架沿着第二转轴的轴线转动，从而带动驾驶舱相对于水平面翻转，实现了驾驶舱在模拟飞行训练过程中的水平翻转运动。
[0025]作为优选，滑动平台的底部设置有连接座，电动缸的伸缩端与连接座相连。
[0026]如此设置，电动缸用于驱动滑动平台沿着导轨滑动，进而带动驾驶舱沿着导轨做直线运动，有利于实现直线加速度的模拟，连接座用于降低电动缸与滑动平台的装配难度，有利于提高电动缸的伸缩端与滑动平台之间的连接强度。
[0027]作为优选，俯仰支架上设置有轴承座，第一转轴通过轴承座与俯仰支架相连。如此设置，轴承座用于提高第一转轴相对于俯仰支架转动的灵活性，有利于降低第一电机的驱动载荷。
[0028]作为优选，侧翻支架上设置有轴承座，俯仰支架靠近侧翻支架的一侧设置有立柱，第二转轴的一端与立柱相连，第二转轴的另一端通过轴承座与侧翻支架相连。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于三自由度平台的飞行模拟器，其特征在于，包括球形幕墙（1）、驾驶舱（2）、运动平台和向着球形幕墙（1）投射影像的投影装置，所述投影装置位于球形幕墙（1）的开口一侧；所述球形幕墙（1）至少部分地包裹所述驾驶舱（2），并位于其外侧；所述驾驶舱（2）安装在运动平台上，所述驾驶舱（2）内设置有供训练人员乘坐的驾驶座（13），所述驾驶座（13）与驾驶舱（2）的内壁相连；所述运动平台包括滑动平台（5）以及布置在滑动平台（5）上的俯仰支架（6）、侧翻支架（7）；其中，所述滑动平台（5）的底部设置有平行于驾驶舱（2）的中心线布设的导轨（3），所述滑动平台（5）通过滑座（4）与导轨（3）相连，所述滑动平台（5）上连接有驱动滑动平台（5）沿导轨（3）滑动的电动缸（10）；所述俯仰支架（6）上设置有第一转轴（16），所述第一转轴（16）的一端与驾驶舱（2）的侧壁相连，所述第一转轴（16）的另一端连接有驱动驾驶舱（2）沿第一转轴（16）的轴线转动的第一电机（8）；所述侧翻支架（7）固定在滑动平台（5）上，所述侧翻支架（7）之间具有供驾驶舱（2）水平翻转的侧翻空间，所述侧翻支架（7）上设置有第二转轴（20），所述第二转轴（20）的轴线垂直于第一转轴（16）的轴线；所述第二转轴（20）的一端与俯仰支架（6）相连，所述第二转轴（20）的另一端连接有驱动俯仰支架（6）沿第二转轴（20）的轴线转动的第二电机（9）；所述第一电机（8）的安装端固定在俯仰支架（6）上；所述第二电机（9）的安装端固定在滑动平台（5）上。2.根据权利要求1所述的基于三自由度平台的飞行模拟器，其特征在于，所述球形幕墙（1）包括球形钢结构骨架和铝板，所述铝板通过铆钉与钢结构骨架相连形成球形投影面，所述球形投影面上涂覆有涂料层，所述涂料层上涂覆有漫反射涂层。3.根据权利要求1或2所述的基于三自由度平台的飞行模拟器，其特征在于，所述投影装置包括龙门架（11），以及安装在龙门架（11）上的投影仪，所述龙门架（11）横跨在驾驶舱（2）的上方。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王蒙，汲超迪，
申请(专利权)人：南京全信光电系统有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。