[实用新型]摇杆操纵负荷装置及摇杆模拟装置

说明书

本实用新型涉及一种摇杆操纵负荷装置及摇杆模拟装置，包括壳体、滚转机构、连接滚转机构的俯仰机构、及连接俯仰机构的摇杆安装座；滚转机构包括安装在壳体上的滚转动力件、及连接滚转动力件的滚转支撑件，滚转动力件用于驱动滚转支撑件摆动；俯仰机构包括与滚转支撑件连接的俯仰动力件、及连接俯仰动力件的俯仰支撑件,俯仰动力件用于驱动俯仰支撑件摆动；摇杆安装座连接俯仰支撑件。本摇杆操纵负荷装置通过俯仰动力件直驱俯仰支撑件摆动，从而带动摇杆安装座前后摆动；通过滚转动力件直驱滚转支撑件摆动，从而带动摇杆安装座左右摆动；通过摇杆安装座连接不同的摇杆，提高摇杆的互换性与真实度。本装置结构简单、易于维护，提高虚拟现实的真实感。

技术领域

本实用新型涉及机器人人机交互技术领域，特别是涉及一种结构简单的摇杆操纵负荷装置及摇杆模拟装置。

背景技术

在真实飞机上，操纵负荷系统是飞行员操纵飞机的直接装置。由于飞机的飞行环境复杂，飞行状态变化多，俯仰角、翻滚角、舵偏角和飞行速度等飞行参数变化快，加载到操纵杆、脚蹬上的气动力改变快，飞行员要凭借操纵力的变化迅速做出判断并执行相应的操作。这对飞机驾驶学员的培训来说，真机训练的安全性和经济效益都非常差，因此需要有专门的飞行模拟器来模拟真实飞机的操纵力感。

飞行模拟是指通过计算机软件及外部硬件设备来对真实世界飞行中所遇到的各种元素，例如空气动力、气象、地理环境、飞行操作装置、飞行电子装置、战斗飞行武器装置、地面飞行引导等，综合地在计算机中进行仿真模拟，并通过外部硬件设备进行飞行仿真操控和飞行感官回馈的一项事物。操纵负荷装置作为飞机人机交互的重要接口，其主要作用是提供飞机的操纵接口以及反馈飞行员驾驶飞机的操纵力感。为了有效提高飞机驾驶学员的训练效率，操纵负荷模拟装置所模拟的静态和动态力感相对真机操纵力感必须具有高逼真度。

目前，飞行模拟器的力感模拟采用的方式或是采用弹簧加载，通过各种刚度的弹簧组合实现操纵力的模拟；或是采用液压伺服操纵负荷系统，实现了较高逼真度的力感加载；或是电机加减速器的方式。但是，弹簧加载由于其固定的形式，无法对不同飞行状态的动态力感进行逼真模拟，而液压伺服操纵负荷系统由于液压管路泄漏、摩擦阻力等影响，在细微缓慢操作时力感效果不稳定，而电机加减速器的方式会导致力杆模拟不顺畅，缺乏真实度，这三种操纵负荷系统难以建立精确的操纵负荷模型，仿真度与实际相差甚远。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种结构简单、仿真度高的摇杆操纵负荷装置及摇杆模拟装置。

一种摇杆操纵负荷装置，包括壳体、滚转机构、连接滚转机构的俯仰机构、及连接俯仰机构的摇杆安装座；所述滚转机构包括安装在所述壳体上的滚转动力件、及连接滚转动力件的滚转支撑件，所述滚转动力件用于驱动滚转支撑件摆动；所述俯仰机构包括与所述滚转支撑件连接的俯仰动力件、及连接俯仰动力件的俯仰支撑件,所述俯仰动力件用于驱动俯仰支撑件摆动；所述摇杆安装座连接俯仰支撑件。

本实用新型的摇杆操纵负荷装置通过俯仰动力件直驱俯仰支撑件摆动，从而带动摇杆安装座前后摆动；通过滚转动力件直驱滚转支撑件摆动，从而带动摇杆安装座左右摆动；通过摇杆安装座连接不同的摇杆，提高摇杆的互换性与真实度。本摇杆操纵负荷装置结构简单、易于维护，实现了人机交互，提高了虚拟现实的真实感。

在其中一个实施例中，所述滚转动力件具有第一固定端和第一转动端；所述第一固定端固定连接所述壳体，所述第一转动端固定连接所述滚转支撑件远离俯仰动力件的一端。

在其中一个实施例中，所述俯仰动力件具有第二固定端和第二转动端；所述第二固定端固定连接所述滚转支撑件远离滚转动力件的一端，所述第二转动端固定连接所述俯仰支撑件。

在其中一个实施例中，所述俯仰机构包括连接所述俯仰支撑件一侧的俯仰限位件，所述滚转机构包括连接所述滚转支撑件一侧的滚转限位件。