CN205269036U - 双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备 - Google Patents

Abstract

一种双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，可模拟各种交通工具和载人武器时的360度全方位无死角连续运动的过载感觉，特别是在针对飞机和航天器等模拟仿真时，根据需要可以提供更大的离心过载。包括：驾驶舱，驾驶舱包括前舱结构和后舱结构，支架，左右各一对称设置，横轴，所述驾驶舱经由横轴设置于支架上，所述横轴与第一电机连接，通过控制所述第一电机的转动来带动前舱结构和后舱结构进行沿横轴的360度的俯仰转动，在所述前舱结构的后端固定有纵轴，所述纵轴与第二电机连接，通过控制所述第二电机的转动来带动所述前舱结构进行沿纵轴的360度的横滚转动。

Description

双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备

技术领域

本实用新型涉及动感模拟仿真设备，更具体的涉及一种双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备。

背景技术

动感模拟仿真设备为专业仿真模拟训练和娱乐仿真提供运动的感觉，根据操作者的控制指令，机械装置平台做出对应的响应动作，配合视景的实时动态显示，给操纵者和乘坐者提供更加逼真、如临其境的体验和感官刺激反应。

但是，目前现有的所有多自由度动感仿真平台设备，因为受到机械结构和传动机构的限制，只能在很小的一定角度范围内摆动，提供有限度小范围的离心力和角加速度的过载感觉，而无法提供360度全方位持续输出的旋转运动仿真。所以，当模拟诸如飞机、航天器等俯仰和滚转时效果不理想，只能提供小角度瞬时的离心力和角加速度的过载，不能满足更高的模拟仿真的专业训练和娱乐仿真的需求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型设计了一种可双轴二维两自由度360度全方位无死角高速连续转动的机械构造和传动机构，从而实现可连续360度全方位无死角连续输出大离心力和角加速度的过载感觉的动感模拟仿真设备。

本实用新型的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，采用双轴串联方式，横轴提供俯仰360度全方位无死角连续转动，纵轴提供横滚360度全方位无死角连续转动，两轴垂直交叉，既可以分别独立转动，也可以同时互相联动。同时，为保证转动平稳、高速，针对驾驶舱的乘员和载荷质量变化采用传感器采集数据，并通过计算机自动计算的电动质量配平，减小***的转动负荷和惯量。

本实用新型的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，包括：驾驶舱，驾驶舱包括前舱结构和后舱结构，支架，左右各一对称设置，横轴，所述驾驶舱经由横轴设置于支架上，所述横轴与第一电机连接，通过控制所述第一电机的转动来带动前舱结构和后舱结构进行沿横轴的360度的俯仰转动，在所述前舱结构的后端固定有纵轴，所述纵轴与第二电机连接，通过控制所述第二电机的转动来带动所述前舱结构进行沿纵轴的360度的横滚转动。

此外，根据本实用新型的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，所述前舱结构距离所述横轴的轴心有一定距离，由此所述前舱结构的俯仰转动相对于所述横轴的轴心偏心。

此外，根据本实用新型的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，所述后舱结构中设置有配平组件，通过传感器自动检测所述前舱结构的质量变化，根据传感器的检测结果，控制所述配平组件前后滑动，实现自动配平。

此外，根据本实用新型的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，所述支架上设置有升降结构，控制所述驾驶舱升降。

根据本实用新型，可提供二维方向的360度全方位无死角连续大离心力和角加速度的过载感觉，所以可模拟各种交通工具和载人武器时的360度全方位无死角连续运动的过载感觉，特别是在针对飞机和航天器等模拟仿真时，根据需要可以提供更大的离心过载。

此外，乘员驾驶舱距离横轴转动中心有一定距离，这样会造成驾驶舱相对于横轴偏心，有较大转动半径，这样可以保证舱内的驾驶或乘员获得很强的离心力过载感觉。

此外，通过传感器装置自动检测驾驶舱质量变化和计算机控制的自动配平，减小了***的转动负荷和惯量，能够达到高速转动，实现连续输出大离心力和角加速度的过载感觉。

此外，舱体自动上下升降，方便乘员出入舱体，也可扩展为驱动舱体做上下方向的模拟运动。

附图说明

图1是本实用新型的动感模拟仿真设备的右侧视图；

图2是本实用新型的动感模拟仿真设备的正视图。

具体实施方式

下面参考附图说明本实用新型的实施例。

参照图1，驾驶舱包括前舱结构101和后舱结构110。前舱结构101内部安装有座椅103和操作显示设备102，实现模拟飞机、舰船和车辆等各种设备的模拟操作。根据本实用新型，既可以单独控制舱体沿横轴360度转动、纵轴360度转动和上下升降滑动，也可以同时控制这三个自由度进行复合运动，逼真地模拟各种驾乘设备运动，提供连续不间断的离心力过载感受。

驾驶舱经由横轴113、114设置于支架111上。如图2所示，支架111左右各一对称布置，右侧安装有电动丝杠装置118和导轨117，左侧安装有电动丝杠装置120和导轨119。右侧横轴114经由右侧轴承支座115与导轨117连接，左侧横轴113经由左侧轴承支座112与导轨119连接。通过对左侧的丝杠装置120的驱动电机和右侧的丝杠装置118的驱动电机进行完全同步控制，进而控制舱体升降。升降的用途可以用来方便乘员出入，也可以用来扩展为驱动舱体做上下方向的模拟运动。另外，这里所述的升降结构只是一种示例，除了采用上述的丝杠传动的方式之外，还可以通过齿条传动、链条传动、同步带传动、齿形带传动、钢丝绳牵引传动、液压传动等方式实现。

电机116与右侧轴承支座115连接，电机116的输出轴与右侧横轴114连接，右侧横轴114通过轴承与右侧轴承支座115连接，右侧横轴114的另一侧与传动箱105连接固定；左侧横轴113通过轴承与左侧轴承支座112连接，左侧横轴113的另一侧也与传动箱105连接固定；传动箱105与后舱结构110固定。电机116的输出动力经由输出轴传递到右侧横轴114，进而传递到传动箱105，由此带动前舱结构101和后舱结构110沿横轴113、114转动，并且左侧横轴113随动。这样通过控制电机116的转动就可以带动前舱结构和后舱结构进行沿横轴的360度的俯仰转动。俯仰转动时，前舱结构101和后舱结构110同步转动，两者之间无相对运动。

参照图1，电机107安装在传动箱105的后端，电机107的输出轴与纵轴104连接，纵轴104通过轴承支座与传动箱105连接，纵轴104的前端与前舱结构101的后端固定。电机107的输出动力经由输出轴传递到纵轴104，进而传递到前舱结构101，由此带动前舱结构101沿纵轴104转动。这样通过控制电机107的转动就可以带动前舱结构101进行沿纵轴的360度的横滚转动。横滚转动时，后舱结构110无转动，前舱结构101对于后舱结构110相对转动。

如图1所示，前舱结构101距离横轴113、114的轴心121有一定距离，这样会造成前舱结构101的俯仰转动相对于横轴的轴心121偏心，有较大转动半径，使乘员获得很强的离心过载感觉，并提供较大的离心力和角加速度的过载感受。

电动丝杠108、导轨109与后舱结构110固定，配平组件106与导轨109连接，电动丝杠108驱动配平组件106沿导轨109前后滑动。通过调整配平组件106与横轴113、114的轴心121的距离，实现横轴轴心121前方的质量M1和质心半径R1的乘积与横轴轴心121后方的质量M2和质心半径R2的乘积的差值在允许的阈值T范围内：|M1×R1-M2×R2|<T。当不同体重的乘坐人员乘坐时，通过传感器自动检测前舱结构101的质量变化，根据传感器的检测结果，控制电动丝杠108驱动配平组件106沿导轨109前后滑动，从而实现自动配平，平衡质量变化，减小***的转动负荷和转动惯量，保证转动高速、平稳，进而实现高速转动，并提供较大的离心力和角加速度的过载感受。

本实用新型的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备可以模拟各种飞机、航天器、潜艇和水面船舶、汽车过山车等设备的360度全方位无死角的连续运动过载感觉。能够应用于专业模拟仿真训练驾驶、专业抗离心力训练、和娱乐仿真设备等行业。

以上记载了本实用新型的优选实施例，但是本实用新型的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本实用新型的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本实用新型的精神和范围内。本实用新型的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，其特征在于，包括：

驾驶舱，驾驶舱包括前舱结构和后舱结构，

支架，左右各一对称设置，

横轴，所述驾驶舱经由横轴设置于所述支架上，

所述横轴与第一电机连接，通过控制所述第一电机的转动来带动所述前舱结构和后舱结构进行沿横轴的360度的俯仰转动，

在所述前舱结构的后端固定有纵轴，

所述纵轴与第二电机连接，通过控制所述第二电机的转动来带动所述前舱结构进行沿纵轴的360度的横滚转动。

2.根据权利要求1所述的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，其特征在于，所述前舱结构距离所述横轴的轴心有一定距离，由此所述前舱结构的俯仰转动相对于所述横轴的轴心偏心。

3.根据权利要求1或2所述的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，其特征在于，所述后舱结构中设置有配平组件，通过传感器自动检测所述前舱结构的质量变化，根据传感器的检测结果，控制所述配平组件前后滑动，实现自动配平。

4.根据权利要求1所述的双轴360度全方位高速动感模拟仿真设备，其特征在于，所述支架上设置有升降结构，控制所述驾驶舱升降。