[發(fā)明專利]四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811044027.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108961916A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣春梅;何陽(yáng);宋瓊;黎啟勝;尹嬌妹;胡榮華;陳磊;趙世鵬;白俊林;尹鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號(hào): G09B9/12
• 分類號(hào): G09B9/12;G09B9/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發(fā)明公開(kāi)了四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器，可在離心場(chǎng)下同時(shí)實(shí)現(xiàn)空間偏航、滾轉(zhuǎn)與俯仰三個(gè)姿態(tài)的模擬，同時(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)載模擬；轉(zhuǎn)臂上的安裝部件采用集中布置的方式，其中采用平衡設(shè)計(jì)方法，根據(jù)配平原則設(shè)計(jì)配重單元，并安裝在轉(zhuǎn)臂上，使動(dòng)態(tài)飛行模擬器的質(zhì)心位于回轉(zhuǎn)軸線上，降低模擬器因不平衡造成的振動(dòng)；采用非對(duì)稱式轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)減少動(dòng)態(tài)飛行模擬器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使動(dòng)態(tài)飛行模擬器的能耗降低；傳動(dòng)單元的采用，避免主減速電機(jī)的振動(dòng)直接傳遞至轉(zhuǎn)臂造成整個(gè)動(dòng)態(tài)飛行模擬器振動(dòng)過(guò)大，并且轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臂安裝部件的不平衡力通過(guò)傳動(dòng)單元傳遞給土建部分，增強(qiáng)了主減速電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器。

背景技術(shù)

四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器是一種基于離心機(jī)的模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)不同自由度的運(yùn)動(dòng)合成以模擬飛行員空間姿態(tài)的變化，在地面環(huán)境下模擬直升機(jī)空間異常飛行姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)飛行員空間定向障礙的視覺(jué)、前庭與本體的感受，使飛行員具備良好的空間定向能力。

針對(duì)模擬器結(jié)構(gòu)方面，目前離心模擬裝置轉(zhuǎn)臂與主電機(jī)相連，轉(zhuǎn)臂直接安裝在主電機(jī)軸上，由于主電機(jī)與轉(zhuǎn)臂串聯(lián)，主電機(jī)振動(dòng)直接傳遞至轉(zhuǎn)臂及座艙結(jié)構(gòu)中，造成座艙振動(dòng)過(guò)大，并且轉(zhuǎn)臂與座艙形成的不平衡載荷反作用于主電機(jī)軸上，降低電機(jī)的穩(wěn)定性。

針對(duì)模擬器實(shí)現(xiàn)功能方面，目前公開(kāi)的飛行模擬器為三自由模擬裝置，可在離心場(chǎng)環(huán)境下為試件或訓(xùn)練人員提供滾轉(zhuǎn)與俯仰運(yùn)動(dòng)，但該類裝置不能提供偏航運(yùn)動(dòng)；對(duì)于可為試件或訓(xùn)練人員提供滾轉(zhuǎn)、俯仰與偏航運(yùn)動(dòng)的模擬裝置，該裝置不能提供實(shí)現(xiàn)離心運(yùn)動(dòng)的自由度，只能在非離心場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)。

為了解決以上問(wèn)題我方研發(fā)出了一種四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器，包括：

用于載人的座艙；

用于座艙做俯仰動(dòng)作的俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；

用于座艙做滾轉(zhuǎn)動(dòng)作的滾轉(zhuǎn)單元；滾轉(zhuǎn)單元包括滾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和滾轉(zhuǎn)框，座艙通過(guò)俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接后在滾轉(zhuǎn)框內(nèi)做俯仰運(yùn)動(dòng)；

用于座艙做偏航動(dòng)作的偏航單元；偏航單元包括偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和偏航框，滾轉(zhuǎn)單元通過(guò)偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接后在偏航框內(nèi)做偏航運(yùn)動(dòng)；

用于為座艙提供離心力并使座艙做離心動(dòng)作的離心單元；偏航單元與離心單元的作用端連接；座艙的轉(zhuǎn)動(dòng)平面與滾轉(zhuǎn)框的轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直，偏航框的轉(zhuǎn)動(dòng)平面分別與座艙的轉(zhuǎn)動(dòng)平面和滾轉(zhuǎn)框的轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直。

四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器由座艙、離心單元、滾轉(zhuǎn)單元、偏航單元與俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，其中離心單元驅(qū)動(dòng)其上安裝的座艙、滾轉(zhuǎn)單元、偏航單元與俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使座艙、滾轉(zhuǎn)單元、偏航單元與俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在其轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第一自由度；偏航單元中，在其偏航驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)偏航框及安裝在偏航框上的座艙、滾轉(zhuǎn)單元與俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第二自由度；滾轉(zhuǎn)單元中，在其滾轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)滾轉(zhuǎn)框及安裝在滾轉(zhuǎn)框上的座艙與俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，此為第三自由度；俯仰驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)座艙在滾轉(zhuǎn)框內(nèi)做轉(zhuǎn)店鋪哪個(gè)，此為第四自由度；四自由度直升機(jī)動(dòng)態(tài)飛行模擬器具有四自由度運(yùn)動(dòng)，可在離心場(chǎng)下同時(shí)實(shí)現(xiàn)空間偏航、滾轉(zhuǎn)與俯仰三個(gè)姿態(tài)的模擬，同時(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)載模擬。

具體地，離心單元包括：

主減速電機(jī)；

傳動(dòng)單元；

轉(zhuǎn)臂；主減速電機(jī)的動(dòng)力輸出端與傳動(dòng)單元的動(dòng)力輸入端連接，傳動(dòng)單元的動(dòng)力輸出端與轉(zhuǎn)臂的第一端固定連接；

配重單元；