操作具特殊真实感飞行仿真器装置及方法制造方法及图纸

技术编号:8805814 阅读:138 留言:0更新日期:2013-06-13 22:47
本发明专利技术说明了用于操作具特殊真实感的仿真器的装置及方法,以学习如何控制一飞行器,其特征在于该装置具有下列特征:a)一飞行载具驾驶舱(4),其建置在欲进行模拟的该飞行载具上,该飞行载具驾驶舱一方面是连接至一6轴式工业机械臂(1),且在另一方面是经由一侧向动作移动装置(6)而连接至地面,该侧向动作移动装置(6)是以一直角而固定在一纵向动作移动装置(5)上;b)一显示器,用以基于有机发光二极管技术而传送一模拟外景;c)为了模拟实际上会发生的危险情况,设置有用于人为产生烟雾(12)、摇晃动作、声音产生与光线现象(14)的系统;d)为了侦测人类压力反应,提供用于感应人体动作的系统;e)一感应器(17),用于侦测该飞行载具驾驶舱的实际动作;f)用于操作与控制该仿真器的一系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是与用于操作具特殊真实感的一飞行仿真器的方法与装置。
技术介绍
DE 10 2008 023 955 B4中说明了一种用于模拟飞行器、军队陆用车辆、或船艇的事件与过程以及一种仿真系统。本专利技术是基于实时致动一仿真装置的目的(即使致动所需数据仅可由一非实时仿真程序所用),其中一数据管理者所导致的延迟时间(latencytime)将可被补偿。在上下文中,在真实世界中处理所实际需要的时间被理解为“实时(real time)”。用语“实时”并非意指程序或控制器的一特定速度或处理功率,而是仅定义了在其中系统所必须反应的时帧。用语“延迟时间”表示一动作与预期反应发生之间的时段,也就是“延迟时间(delay time)”。在本专利中,实质提供保护的事实是,若没有在一良好时间中接收数据,则所发生的数据间隔会被得自经验值的数据、或是得自先前仿真程序的数据所取代,然后此一数据会被传送到实时仿真装置的动作控制器。飞行仿真器的机械配置的具体改良细节则不在本文中提出。DE 600 20 466 T2说明了一种具有四个自由度的平行式机械臂,其解决了以高加速度使具有四个自由度的可移动平板在高速下移位的问题,以及以高刚度与精确度来定位可移动平板的问题。在本文中,用语「平行式机械臂」是用以指一种有多种致动器平行排列于其中的机械臂,其中,这类机械臂可应用于例如一机动载具的行程仿真器中。就习知技术而言,此份文件说明了具有六个自由度且可用于例如飞行仿真器(如US 5,333,514与US5,715,729中所揭露者)的平行机械臂。为了解决DE 600 20 466 T2中所提出的问题,说明了一种平行式机械臂,其基本上是由特定排列的平行连杆(3)、移动平台(4)、耦接部(42)与运动组件(33)所组成。此一机械臂在一飞行仿真器中的特定应用则不于此处说明。WO 96/26 512 A (可取得为DE 696 23 410 T2的对应欧洲专利案的翻译)揭露了一种改良式飞行仿真器,其是以要更精确模拟一飞行员在操纵飞行器时所感测到的真实动作的问题为基础。这是基于具有一支撑装置(102)与一俯仰动作支杆(114)(具一俯仰动作轴)的动作仿真器,其中该俯仰动作支杆(114)是可旋转地连接至该支撑装置,且其中该动作仿真器包含下述:—横摇动作支杆(134),其具有一横摇动作轴及一参加者座舱,该横摇动作轴是垂直于该俯仰动作轴且可旋转地连接至该俯仰动作支杆(114),且该参加者座舱(160)具有一重心,其中该参加者座舱(160 )是由一横摇动作支杆所固持,使得该参加者座舱的重心偏离该俯仰动作轴。为了解决上述问题,在横摇动作支杆(134)可旋转地连接至俯仰动作支杆(114)而使得横摇动作支杆(134)可在垂直于俯仰动作轴的平面中对俯仰动作支杆(114)完全旋转时,即提供此飞行仿真器保护。此外,此一特征仅含有与欲达成的效果有关的细节,而没有特定具体实施例的细节,其所述的飞行仿真器似乎值得加以改良。
技术实现思路
因此,根据本专利技术的装置与其对应方法的目的是在于提出一种仿真器操作装置与方法,其可达到一特殊真实感以学习如何控制在三维现实中移动的一飞行载具(特别是一飞行器)。此外,对于伴随学习过程的一指导者而言,其也可客观地监督学习进度以及受训者的负荷程度。此一目的是以根据权利要求1所述的装置以及根据权利要求6所述的方法所达成。附图说明下文将更详细说明根据本专利技术的装置。特别是,在上下文中,在图式中:图1绘示了根据本专利技术的一仿真器的侧视图;图2绘示了投影条件的侧视图;以及图3绘示了用于侦测人为反应而实施的其它仿真装置与系统的代表图式。具体实施例方式本专利技术的下列构想一方面在于通过可在两个维度中移动的一特制6轴式机械臂来模拟飞行载具(特别是飞行器)驾驶舱实际上会发生的情况。另一方面,通过操作中预期的周围环境的真实呈现,来提供受训者预期困难的真实模拟。然后,通过表示受训者的生理状态的数据,指导者可在所有时间中都得到一受训者的生理与心理负荷及/或承受负荷能力的真实印象。图1中所示的根据本专利技术的仿真器的侧视图具有使本专利技术概念更明显清楚的主要新颖特征。此处的一 6轴式机械臂I在一方面是经由一承接板3而直接连接至一飞行载具驾驶舱4、至入口 2,且另一方面是固定地连接至用于侧向动作移动的装置6。可通过此装置6进行的侧向动作是以一般箭头符号来表示特征。用于纵向动作移动的一装置5的运行动作(装置6是安装于装置5上)是由双箭号来表示。装置5与装置6的组合可使飞行器驾驶舱4独立于机械臂I的动作而在纵向方向中与在侧向方向中同时加速移动。在此处,纵向方向是定义为飞行器(也就是飞行器驾驶舱4)的纵向方向。由于飞行器中(例如在一载客飞机中)状况的仿真被预期需包含仿真器的最大需求,因此在下文中将更详细考虑此例。一载客飞机(或是具有机翼的任何其它飞行器)的重心是大致落在这些机翼的中心区域中。重心是指可将此一飞行器的整体重量都假想为落在该点上,且如果需要的话整个飞机可被结合及对该点旋转。然而,飞行员的座位一般是位于离飞机重心有一段距离处,其在飞行方向中向前偏移,并且关于飞机重心而移动向上。这表示,举例而言,当飞机启动时,飞行员不仅要经历他的飞机重心的垂直移动,也要经历因飞行员的座位与飞机重心之间有距离所产生的额外扭矩。在图1的实例中,这是大致对应于用于纵向动作移动的装置5的中心与飞行仿真器中飞行器驾驶舱中的座位4之间的距离。因此,为了仿真一启动程序,根据本专利技术的仿真器可通过用于纵向动作移动的装置5而使飞行载具驾驶舱4在纵向方向中移动。该6轴式机械臂I产生此处的一启动飞行载具的垂直结合的举升动作与旋转动作。为此目的,装置5可于平移模式中以自然加速度移动。由于用于侧向动作移动的装置6可移动地安装在用于纵向动作移动的装置5上,因此不管是个别地或结合地这两个装置的结合加速动作是可行的。现参照下列实例来使用用于侧向动作移动的装置6:如果是在正常启动过程中,亦需模拟在启动过程中飞行器会受到剪力风力(一种有害的侧风类型)的影响,通过另外使用用于侧向动作移动的装置6,这就可以在接近真实的情况下进行模拟。在上下文脉络中,显然可知通过装置5与装置6来分别进行纵向动作移动与侧向动作移动的此一仿真可以只有在配置好个别装置的运行路径下才发生。然而实际上,用于纵向动作移动的装置5的运行路径是比用于侧向动作移动的装置6更长的。这也与此处的真实需求相应,因为剪力风力通常短暂发地生且以疾风方式发生。特别是,当未预期的剪力风力发生于飞机启动或着陆的时候易发生意外,本专利技术的仿真器以接近真实的情况来进行模拟。图2是于一侧视图中概略示出飞行载具驾驶舱4中的模拟外景的投影情况。组件符号15表示一个可能的有机发光二极管(OLED)视野,其作为一挠性屏幕而可适应于个别飞行载具驾驶舱4的轮廓。在本文中OLED为「有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode)」的缩写,且是代表一种由有机性半导性材料所制成的低黏度照明组件,其与无机性发光二极管的不同处在于,一方面其功率密度与发光密度较低,另一方面其不需要单晶性材料。OLED技术是非常适合于屏幕与显示器的。另一种领域的使用则是大面积的空间照明。用于呈现模拟外景的另一种可行替代本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:奥拉夫·居林
申请(专利权)人:格伦策巴赫机械制造有限公司
类型:
国别省市:

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