[发明专利]一种用于帆船驾驶训练的模拟船舵装置

权利要求书

1.一种用于帆船驾驶训练的模拟船舵装置，其特征在于，包括固定板、可变阻尼装置、操纵连杆、驱动装置、张紧装置、电信号反馈装置，所述固定板设置在供模拟驾驶用的帆船船尾，表面设置有可变阻尼装置，所述可变阻尼装置包括螺旋滑槽转筒和模拟舵所述驱动装置用于驱动所述螺旋滑槽转筒，将电信号转化为螺旋滑槽转筒的角度；所述螺旋滑槽转筒用于改变所述模拟舵轴转动所受阻力矩；所述操纵连杆设置在模拟舵轴上端，用于转动所述模拟舵轴并将模拟舵轴的阻力矩传递给操作者；所述张紧装置用于保证所述同步带与所述螺旋滑槽转筒间具有足够摩擦力；所述电信号反馈装置用于将所述模拟舵轴的角度信息和所述螺旋滑槽转筒的极限位置信息转化为电信号；

所述可变阻尼装置包括模拟舵轴、轴承端盖、滚动轴承、上固定架、直槽内筒、螺旋滑槽转筒、上压板、压力弹簧、下压板、摩擦板、紧端限位拨杆、松端限位拨杆、下固定架；所述直槽内筒筒壁设置两条导向滑槽，内壁面设置两条定位槽；所述上压板中央设置圆孔，沿所述模拟舵轴轴向移动，两端设置圆柱状凸起，嵌入所述直槽内筒的两条导向滑槽中；所述螺旋滑槽转筒外壁设置等间距齿槽，内壁设置两条螺旋滑槽，螺旋面与所述上压板两端圆柱状凸起的圆柱面分别相切；所述压力弹簧设置于上压板与下压板之间，随上压板轴向移动改变压缩状态；所述下压板设置翼状凸起，用于嵌入所述直槽内筒内壁面的定位槽中，所述下压板工作面与所述摩擦板工作面接触，中央设置圆孔用于模拟舵轴穿过；所述模拟舵轴设置六边形横截面轴段，与所述摩擦板上设置的六边形孔配合，并设置有用于限制自身轴向移动的轴肩；所述上固定架与所述下固定架上设置有用于将所述可变阻尼装置固定在所述固定板上的通孔；所述模拟舵轴一端设置切槽，用于周向固定所述操纵连杆；

所述驱动装置包括步进电机、电机固定架、同步轮、同步带；所述步进电机电机轴上安装有同步轮，所述同步带与所述同步轮和所述螺旋滑槽转筒外壁的齿槽啮合；所述电机固定架用于固定所述步进电机；

所述操纵连杆包括操纵杆、舵柄、轴端螺母；所述操纵杆上设置短绳用以与所述舵柄连接，所述轴端螺母用于在所述模拟舵轴上对所述舵柄轴向固定；

所述电信号反馈装置包括行程开关、开关固定架、编码器、编码器固定架、联轴器；所述联轴器用于连接所述模拟舵轴与所述编码器的轴；所述编码器固定架用于将编码器安装在固定板上，所述编码器用于将所述模拟舵轴的角度信息转化为电信号；所述紧端限位拨杆、松端限位拨杆安装在所述螺旋滑槽转筒外壁，用于触发行程开关，所述行程开关通过所述开关固定架安装在固定板上，用于发送螺旋滑槽转筒极限位置电信号；

在帆船模拟驾驶过程中，步进电机首先顺时针驱动螺旋滑槽转筒，当松端限位拨杆触发行程开关时，行程开关向计算机发送电信号，设置初始位置；操作者手持操纵杆改变模拟舵轴角度以模拟帆船运动中的调舵动作，编码器读取模拟舵轴的角度信息，并向计算机发送电信号；步进电机根据计算机指令，实时随模拟舵轴角度调整螺旋滑槽转筒，改变压力弹簧的压缩状态，进而改变下压板与摩擦板之间的摩擦力矩；阻力矩通过模拟舵轴经操纵连杆反馈给操作者；

计算机根据采集的电信号，在帆船驾驶的运动和视景模拟系统中改变船只姿态，增加驾驶模拟的真实性和浸入感。

2.根据权利要求1所述的用于帆船驾驶训练的模拟船舵装置，其特征在于，所述张紧装置包括固定弹簧座、张紧滑板、张紧弹簧、调节额螺栓、调节螺母；所述张紧滑板上设置有与所述电机固定架对应的通孔；所述固定板上设置四个长孔，用于实现所述电机固定架和张紧滑板水平移动；所述调节螺栓分别穿过所述张紧滑板、张紧弹簧、固定弹簧座，所述调节螺母设置于调节螺栓一端，用于调节所述张紧滑板与所述固定弹簧座的间距。