一种辅助教学训练系统仿真座舱的制作方法

1.本实用新型属于飞行仿真技术领域，尤其是涉及一种辅助教学训练系统仿真座舱。

背景技术：

2.辅助教学训练系统主要用于受训人员座舱设备使用及基本飞行操作使用程序训练，是飞行学员航空理论学习阶段重要模拟训练设备之一，具有训练针对性强、建设数量大的特点。辅助教学训练系统仿真座舱是辅助教学训练系统重要组成部分，仿真座舱设计需要满足两个方面要求：一是逼真度要高，提高飞行学员训练效果；二是价格要低，易于大量采购和建设。
3.传统的仿真解决方案主要有两个：一是虚拟仿真座舱，采用简易支架配置游戏杆舵和显示器，用显示器显示虚拟座舱；二是实装仿真座舱，用实物仿真件构建与真实飞机内部结构和尺寸一致的仿真座舱。
4.虚拟仿真座舱存在问题是：结构过于简单，操纵性差，真实感不强，训练效果差，不能满足基本飞行学员程序训练的基本要求。
5.实装仿真座舱存在问题是：价格高，系统复杂，使用维护困难，不满足辅助教学训练系统需求数量大，使用简单的要求。

技术实现要素：

6.基于上述问题，本发明目的在于针对辅助教学训练系统“训练针对性强、建设数量大”的特点，克服虚拟座舱和实装仿真座舱存在的缺陷，采用“虚实结合”的设计方法设计一种辅助教学系统仿真座舱，所述座舱平台、座舱结构、油门组件、驾驶杆组件、方向舵组件、仿真座椅采用实物仿真件，增强体感真实度，所述前向面板采用虚拟仿真方式对仪表进行仿真，降低成本,所述数据采集及电源系统采用模块化轻体设计，提供座舱数据采集和设备供电功能,方便使用，该座舱既能满足辅助教学训练需要，又能做到结构简单，成本较低，使用方便，维护便捷。
7.针对以上问题，提供了如下技术方案：一种辅助教学训练系统仿真座舱，其特征在于：包括包括座舱平台、座舱结构、前向面板、油门组件、驾驶杆组件、方向舵组件、仿真座椅、数据采集及电源系统。
8.所述座舱平台包括支架、下部安装架和上部底座，是仿真座舱的承载平台。
9.所述座舱结构包括舱体外壳、左侧面板、风挡框，安装在所述座舱平台上部底座前部。
10.所述前向面板包括仪表板壳体、仪表显示屏、仪表显示屏后壳、前向面板操控设备，安装在所述舱体外壳内部。
11.所述油门组件包括1号油门手柄、2号油门手柄、3号油门手柄、安装组件、旋转位移传感器，安装在所述座舱结构左侧面板。
12.所述驾驶杆组件包括仿真杆、刹车装置、驾驶杆操纵执行机构、驾驶杆纵向位移传感器、驾驶杆横向位移传感器、驾驶杆横向弹簧机构、驾驶杆纵向弹簧机构，安装在座舱结构上部底座中部。
13.所示方向舵组件包括左侧脚蹬踏板、右侧脚蹬踏板、方向舵操纵执行机构、方向舵弹簧机构、方向舵位移传感器，安装在座舱结构上部底座前部。
14.所述仿真座椅包括调节机构、椅盆、座椅垫，椅腿、座椅靠背，安装在座舱平台上部底座后部。
15.所述数据采集及电源系统包括数据盒壳体、串口信号输出端口、外置电源输入端口、信号采集模块、电源转换模块、数据采集及电源端口，安装在座舱平台下部安装架。
16.本发明进一步设置为：所述仪表板壳体根据实装飞机仪表布局和尺寸进行开孔处理。
17.本发明进一步设置为：所述座舱平台底部安装移动轮和支脚。
18.与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：
19.本发明提供的一种辅助教学训练系统仿真座舱采用“虚实结合”的设计方法，仿真座舱，座舱平台、座舱结构、油门杆舵、设备操控件、仿真座椅采用实物仿真件，仪表显示系统采用虚拟仿真件，为受训人员提供了较为逼真的训练环境，满足辅助教学训练需求。
20.本发明设计的一种辅助教学训练系统仿真座舱价格低、结构简单、占地空间小，运输方面，易于普及和大量使用。
附图说明
21.附图1为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的结构示意图；
22.附图2为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的座舱平台结构示意图；
23.附图3为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的座舱结构结构示意图；
24.附图4为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的前向面板结构示意图；
25.附图5为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的油门组件结构示意图；
26.附图6为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的驾驶杆组件结构示意图；
27.附图7为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的方向舵组件结构示意图；
28.附图8为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的仿真座椅结构示意图；
29.附图9为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的数据采集及电源系统结构示意图；
30.附图10为本发明的一种辅助教学训练系统仿真座舱的数据采集及电源系统结构示意图；
31.图中示意：1-座舱平台；11-包括支架；12-下部安装架；13-上部底座； 2-座舱结构；21-舱体外壳；22-风挡框；23-左侧面板；3-前向面板；31-仪表板壳体；32-仪表显示屏；33-仪表显示屏后壳；34-前向面板操控设备；4-油门组件；41-1号油门手柄；42-2号油门手柄；43-3号油门手柄；44-安装组件；45
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油门旋转位移传感器；5-驾驶杆组件；51-仿真杆；52-刹车装置；53-驾驶杆操纵执行机构；54-驾驶杆纵向位移传感器；55-驾驶杆横向位移传感器；56-驾驶杆横向弹簧机构；57-驾驶杆纵向向弹簧机构；6-方向舵组件；61-左侧脚蹬踏板； 62-右侧脚蹬踏板；63-方向舵操纵执行机构；64-方向舵弹簧机构；65-方向舵位移传感
器；7-仿真座椅；71-调节机构；72-椅盆；73-座椅垫；74-椅腿；75-座椅靠背；8-数据采集及电源系统；81-数据盒壳体；82-串口信号输出端口；83
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外置电源输入端口；84-电源转换模块；85-信号采集模块；86-数据采集及电源端口。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，当应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
33.如图1所示，一种辅助教学训练系统仿真座舱，包括座舱平台1、座舱结构2、前向面板3、油门组件4、驾驶杆组件5、方向舵组件6、仿真座椅7、数据采集及电源系统8；系统设计采用“虚实结合”的设计方法，所述座舱平台 1、座舱结构2、油门组件4、驾驶杆组件5、方向舵组件6、仿真座椅7采用实物仿真件，增强体感真实度，所述前向面板3采用虚拟仿真方式对仪表进行仿真，降低成本,所述数据采集及电源系统8采用模块化轻体设计，提供座舱数据采集和设备供电功能,方便使用，这种辅助教学训练系统仿真座舱在满足训练需求的同时，还做到了结构简单，成本较低，维护方便。
34.如图2所示，所述座舱平台1包括支架11、下部安装架12和上部底座 13；所述支架11采用标准方钢管焊接；所述下部安装架12和上部底座13采用 1.5mm厚冷轧钢板切割焊接成型；安装架11与下部安装架12和上部底座13采用焊接方式连接；所述下部安装架12安装数据采集及电源系统8，所述上部底座13安装座舱结构2、驾驶杆组件5、方向舵组件6、仿真座椅7；支架11底部安装移动轮和支脚。
35.如图3所示，所述座舱结构2包括舱体外壳21、风挡框22、左侧面板 23；所述舱体外壳21采用标准方钢管焊接骨架，外敷1.5mm厚冷轧钢板切割焊接成型；所述风挡框风挡框22按实际飞机尺寸采用冷轧钢板焊接成型；所述左侧面板23按实际飞机尺寸采用冷轧钢板焊接成型；所述舱体外壳21、风挡框22、左侧面板23采用焊接方式连接；所述舱体外壳21内部安装前向面板3；所述左侧面板23安装油门组件4。
36.如图4所示，所述前向面板3包括仪表板壳体31、仪表显示屏32、仪表显示屏后壳33、前向面板操控设备34；所述仪表板壳体31按实际飞机尺寸采用冷轧钢板焊接成型，根据实装飞机仪表布局和尺寸进行开孔处理；所述仪表显示屏32采用24寸液晶显示器；所述仪表显示屏后壳33采用2mm厚钢板焊接成型；所述仪表显示屏32紧贴仪表板壳体31后侧，由仪表显示屏后壳33螺接方式安装；所述前向面板操控设备34是所有开关电门、启动按钮、手柄的总称，它们均采用实物仿真件，采用螺接方式安装在仪表板壳体31下部，由数据采集及电源系统8通过数据采集及电源端口86进行供电，控制信号通过数据采集及电源端口86送入数据采集及电源系统8。
37.如图5所示，所述油门组件4包括1号油门手柄41、2号油门手柄42、 3号油门手柄43、安装组件44、油门旋转位移传感器45；所述1号油门手柄41、 2号油门手柄42、3号油门手柄43为铝件数控加工制造，表面处理后，杆头整体喷黑塑；所述安装组件44包括齿一个轮轴和三个齿扇，所述三个齿扇分别采用焊接方式与1号油门手柄41、2号油门手柄42、3号油门手柄43固定连接；所述油门旋转位移传感器45包括三个旋转12位数字电位器，旋转电位器旋轴安装齿轮，三个齿轮分别与安装组件三个齿扇咬合安装，分别采集1号油门手柄 41、2号油门手柄42、3号油门手柄43旋转位移信号，由数据采集及电源系统8 通过数据采集及电
源端口86进行供电，位移信号通过数据采集及电源端口86 送入数据采集及电源系统8。
38.如图6所示，所述驾驶杆组件5包括仿真杆51、刹车装置52、驾驶杆操纵执行机构53、驾驶杆纵向位移传感器54、驾驶杆横向位移传感器55、驾驶杆横向弹簧机构56、驾驶杆纵向向弹簧机构57；所述仿真杆51采用铝件数控加工制造，杆头表面处理后，整体喷黑塑；所述刹车装置52采用螺栓固定方式安装在所述仿真杆之上，配置直滑式8位数字电位器采集刹车定位机构位移，由数据采集及电源系统8通过数据采集及电源端口86进行供电，位移信号通过数据采集及电源端口86送入数据采集及电源系统8；所述驾驶杆操纵执行机构53采用螺栓固定方式安装在座舱平台上部底座13，能够实现纵向横向独立旋转；所述驾驶杆纵向位移传感器54一端采用螺接方式固定安装在座舱平台上部底座13，一端采用螺接方式与所述驾驶杆操纵执行机构53纵向传动机构连接，配置直滑式12位数字电位器采集驾驶杆纵向位移信号，由数据采集及电源系统8通过数据采集及电源端口86进行供电，位移信号通过数据采集及电源端口86送入数据采集及电源系统8；所述驾驶杆横向位移传感器55一端采用螺接方式固定安装在座舱平台上部底座13，一端采用螺接方式与所述驾驶杆操纵执行机构53横向传动机构连接，配置直滑式12位数字电位器采集驾驶杆横向位移信号，由数据采集及电源系统8通过数据采集及电源端口86进行供电，位移信号通过数据采集及电源端口86送入数据采集及电源系统8；所述驾驶杆横向弹簧机构56一端采用螺接方式固定安装在座舱平台上部底座13，一端采用螺接方式与所述驾驶杆操纵执行机构53横向传动机构连接，提供驾驶杆横向杆力模拟；所述驾驶杆纵向向弹簧机构57一端采用螺接方式固定安装在座舱平台上部底座13，一端采用螺接方式与所述驾驶杆操纵执行机构53纵向传动机构连接，提供驾驶杆纵向杆力模拟。
39.如图7所示，所述方向舵组件6包括左侧脚蹬踏板61、右侧脚蹬踏板62、方向舵操纵执行机构63、方向舵弹簧机构64、方向舵位移传感器65；所述左侧脚蹬踏板61、右侧脚蹬踏板62为铝件数控加工制造；所述方向舵操纵执行机构 63安装在座舱平台上部底座13，与底座连接采用螺栓固定，能够实现垂直轴向旋转；所述方向舵弹簧机构64一端固定在座舱平台上部底座13，一端固定在所述方向舵操纵执行机构63上，提供方向舵力模拟；所述方向舵位移传感器65 一端采用螺接方式固定安装在座舱平台上部底座13，一端采用螺接方式与所述方向舵操纵执行机构63连接，配置直滑式12位数字电位器采集方向舵位移信号，由数据采集及电源系统8通过数据采集及电源端口86进行供电，位移信号通过数据采集及电源端口86送入数据采集及电源系统8。
40.如图8所示，所述仿真座椅7包括调节机构71、椅盆72、座椅垫73、椅腿74、座椅靠背75；所述调节机构71以螺接方式安装在座舱平台上部底座 13，可前后手动调节，行程300mm。
41.如图9和10所示，所述数据采集及电源系统8包括数据盒壳体81、串口信号输出端口82、外置电源输入端口83、电源转换模块84、数据采集模块85、数据采集及电源端口86；所述数据盒壳体81安装在座舱平台下部安装架12，采用螺栓方式进行连接；电源转换模块84安装在所述数据盒壳体81内，通过数据采集及电源端口86分别为油门旋转位移传感器45、驾驶杆组件刹车装置52电位器、驾驶杆纵向位移传感器56、驾驶杆横向位移传感器57、方向舵位移传感器66、数据采集模块85供电；所述数据采集模块85通过数据采集及电源端口 86分别对油门旋转位移传感器45、驾驶杆组件刹车装置52电位器、驾驶杆纵向位移传感器56、
驾驶杆横向位移传感器57、方向舵位移传感器66进行数据采集，并通过串口信号输出端口82进行数据输出。
42.上述一种辅助教学训练系统仿真座舱采用“虚实结合”的设计方法，座舱平台、座舱结构、油门组件、驾驶杆组件、方向舵组件、仿真座椅采用实物仿真件，增强体感真实度，前向面板采用虚拟仿真方式对仪表进行仿真，降低成本, 数据采集及电源系统采用模块化轻体设计，提供座舱数据采集和传输功能,方便使用。该仿真座舱既能满足辅助教学训练需要，又能做到结构简单，成本较低，使用方便，维护便捷。

技术特征：

1.一种辅助教学训练系统仿真座舱，其特征在于：包括座舱平台、座舱结构、前向面板、油门组件、驾驶杆组件、方向舵组件、仿真座椅、数据采集及电源系统；所述座舱平台包括支架、下部安装架和上部底座，是仿真座舱的承载平台；所述座舱结构包括舱体外壳、左侧面板、风挡框，安装在所述座舱平台上部底座前部；所述前向面板包括仪表板壳体、仪表显示屏、仪表显示屏后壳、前向面板操控设备，安装在所述舱体外壳内部；所述油门组件包括1号油门手柄、2号油门手柄、3号油门手柄、安装组件、油门旋转位移传感器，安装在所述座舱结构左侧面板；所述驾驶杆组件包括仿真杆、刹车装置、驾驶杆操纵执行机构、驾驶杆纵向位移传感器、驾驶杆横向位移传感器、驾驶杆横向弹簧机构、驾驶杆纵向弹簧机构，安装在座舱结构上部底座中部；所述方向舵组件包括左侧脚蹬踏板、右侧脚蹬踏板、方向舵操纵执行机构、方向舵弹簧机构、方向舵位移传感器，安装在座舱结构上部底座前部；所述仿真座椅包括调节机构、椅盆、座椅垫，椅腿、座椅靠背，安装在座舱平台上部底座后部；所述数据采集及电源系统包括数据盒壳体、串口信号输出端口、外置电源输入端口、信号采集模块、电源转换模块、数据采集及电源端口，安装在座舱平台下部安装架。2.根据权利要求1所述的一种辅助教学训练系统仿真座舱，其特征在于：所述仪表板壳体根据实装飞机仪表布局和尺寸进行开孔处理。3.根据权利要求1所述的一种辅助教学训练系统仿真座舱，其特征在于：所述座舱平台底部安装移动轮和支脚。

技术总结

本发明提出了一种辅助教学训练系统仿真座舱，包括座舱平台、座舱结构、前向面板、油门组件、驾驶杆组件、方向舵组件、仿真座椅、数据采集及电源系统；系统采用“虚实结合”的设计方法，所述座舱平台、座舱结构、油门组件、驾驶杆组件、方向舵组件、仿真座椅采用实物仿真件，增强体感真实度，所述前向面板采用虚拟仿真方式对仪表进行仿真，降低成本,所述数据采集及电源系统采用模块化轻体设计，提供座舱数据采集和设备供电功能,方便使用；本发明目的在于为飞行学员开展航空理论辅助教学提供一个逼真的座舱训练环境，在满足训练需求的同时，还做到了结构简单，成本较低，维护方便。维护方便。维护方便。