專利名稱：一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種艦載直升機高等級訓(xùn)練模擬器技術(shù)，更具體的是涉及ー種艦載直升機操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)技術(shù)。
背景技術(shù)：
多年來，艦載直升機操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各類艦載直升機仿真模擬試驗及型號研制過程中，在艦載直升機研發(fā)和飛行員培訓(xùn)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，由于操縱負(fù)荷系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)和力感的仿真度要求非常高，幾乎很難找到仿真度高且質(zhì)量可靠的艦載直升機操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)。目前國內(nèi)高端模擬器均采用國外進ロ件，中低端產(chǎn)品均采用了電動舵機進行模擬替代。但是實際使用效果較差。目前此類操縱負(fù)荷機構(gòu)的缺點包括價格昂貴，單套價格往往達到數(shù)百萬元人民幣；重量較大，國外進ロ件單通道45千克，國產(chǎn)件單通道50千克；尺寸大，要求模擬器安裝 底座要為該系統(tǒng)保留4立方米以上的安裝空間；可靠性差，故障率高，連續(xù)運行時間短，經(jīng)常出現(xiàn)過熱保護等故障，控制軟件非常復(fù)雜；仿真度低，操作手感與實裝有很大差異，不利于飛行員培訓(xùn)的開展；維護復(fù)雜，維護周期長，可維護性差。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型的目的在于提供一種投資省、仿真度高、維護簡單且安全可靠的艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)。技術(shù)方案本實用新型所述的ー種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，采用的技術(shù)方案為一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，所述仿真系統(tǒng)包括操縱驅(qū)動組件和操縱執(zhí)行組件，其中所述操縱驅(qū)動組件包括エ業(yè)控制計算機、驅(qū)動控制系統(tǒng)、模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡，其中驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)置在エ業(yè)控制計算機上，包括采集子系統(tǒng)和驅(qū)動子系統(tǒng)，采集子系統(tǒng)與模數(shù)采集卡連接，驅(qū)動子系統(tǒng)與數(shù)模驅(qū)動卡連接；所述操縱執(zhí)行組件包括舵機放大器控制盒，以及通過舵控線纜與舵機放大器控制盒連接的四通道舵機和航向拉桿開關(guān)，同時舵機放大器控制盒與模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡連接。對所述仿真系統(tǒng)做進一歩限定方案為，所述操縱執(zhí)行組件中的四通道舵機分別為橫向并聯(lián)舵機、縱向并聯(lián)舵機、總距并聯(lián)舵機和航向并聯(lián)舵機。進ー步的，所述驅(qū)動控制系統(tǒng)包括總距通道初始化自動配平単元，用于驅(qū)動總距并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置；縱向橫向通道初始化自動配平単元，用于驅(qū)動縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置；航向通道初始化自動配平単元，用于航向并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置；響應(yīng)總距桿釋放按鍵，用于消除總距并聯(lián)舵機力感并采集カ感微動開關(guān)信號；響應(yīng)駕駛桿釋放按鍵，用于消除縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機力感并采集カ感微動開關(guān)信號；響應(yīng)航向拉桿開關(guān)按鍵，用于消除航向并聯(lián)舵機カ感，并采集カ感微動開關(guān)信號。進一歩，所述仿真系統(tǒng)還包括支持冗余供電和斷電保護的專用電源。進ー步，為了保證通訊的可靠性，所述舵控線纜為帶屏蔽的專用電纜。有益效果本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是(I)仿真度高，本實用新型能夠提供與實裝一致的操縱手感，包括操縱的機械特性和操縱カ感等，關(guān)鍵的カ梯度、啟動カ指標(biāo)和實裝完全一致；(2)可靠性高，維護簡單，本實用新型采用先進技術(shù)，能夠增加系統(tǒng)的連續(xù)使用時間，減少維保費用，從而降低使用成本；(3)成本低廉，由于設(shè)計先進，系統(tǒng)在提供真實桿系特性的同時，有效地降低了系統(tǒng)的價格；(4)重量輕，單通道重量最大720克，安裝支架重量為200克，是國外進ロ件的1/60 ；(5)尺寸小，單通道最大包容尺寸為115*115*135mm，安裝所占體積是國外進ロ件的 1/500。

圖I為本實用新型艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型中仿真系統(tǒng)的操縱驅(qū)動組件的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型中仿真系統(tǒng)的操縱執(zhí)行組件的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型中總距并聯(lián)舵機外形結(jié)構(gòu)的正視圖；圖5為本實用新型中總距并聯(lián)舵機外形結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖6為本實用新型中縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機及航向并聯(lián)舵機外形結(jié)構(gòu)的正視圖；圖7為本實用新型中縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機及航向并聯(lián)舵機外形結(jié)構(gòu)的正視圖；圖8為本實用新型中舵機放大器控制盒的橫向并聯(lián)舵機放大器電路圖；圖9為本實用新型中舵機放大器控制盒的縱向并聯(lián)舵機放大器電路圖；圖10為本實用新型中舵機放大器控制盒的航向并聯(lián)舵機放大器電路圖；圖11為本實用新型中舵機放大器控制盒的信號調(diào)理板電路圖；圖12為本實用新型中舵機放大器控制盒的開關(guān)量板電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。如圖I所示，艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，所述仿真系統(tǒng)包括操縱執(zhí)行組件和操縱驅(qū)動組件，其中所述操縱驅(qū)動組件包括エ業(yè)控制計算機、驅(qū)動控制系統(tǒng)、模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡；所述操縱執(zhí)行組件包括舵機放大器控制盒、舵控線纜、四通道舵機和航向拉桿開關(guān)。[0037]如圖2所示，為艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的操縱驅(qū)動組件的結(jié)構(gòu)圖，所述操縱驅(qū)動組件包括エ業(yè)控制計算機、驅(qū)動控制系統(tǒng)、模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡，其中驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)置在エ業(yè)控制計算機上，包括采集子系統(tǒng)和驅(qū)動子系統(tǒng)，采集子系統(tǒng)與模數(shù)采集卡連接，驅(qū)動子系統(tǒng)與數(shù)模驅(qū)動卡連接。[0038]如圖3所示，為艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的操縱執(zhí)行組件的結(jié)構(gòu)圖，操縱執(zhí)行組件包括舵機放大器控制盒、舵控線纜、四通道舵機和航向拉桿開關(guān)，其中舵機放大器控制盒通過舵控線纜連接四通道舵機和航向拉桿開關(guān)，同時舵機放大器控制盒與模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡連接。四通道舵機分別為橫向并聯(lián)舵機、縱向并聯(lián)舵機、總距并聯(lián)舵機和航向并聯(lián)舵機。系統(tǒng)使用帶屏蔽的專用電纜，保證通訊的可靠性。如圖4、圖5所示，為艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的總距并聯(lián)舵機外形結(jié)構(gòu)圖，總距并聯(lián)舵機通過頂部的特制接ロ與舵控線纜可靠連接，舵控線纜的另一端連接舵機放大器控制盒，舵控盒發(fā)送控制信號，驅(qū)動舵機正向或反向旋轉(zhuǎn)，并通過花鍵輸出到桿系?？偩嗖⒙?lián)舵機中包含位置反饋電位計，用以向系統(tǒng)反饋舵機位置信號。如圖6、圖7所示，為艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的橫向并聯(lián)舵機、縱向并聯(lián)舵機及航向并聯(lián)舵機的外形結(jié)構(gòu)圖，并聯(lián)舵機通過頂部的特制接ロ分別與舵控線纜可靠連接，舵控線纜的另一端連接舵機放大器控制盒，舵控盒發(fā)送獨立控制信號，分別驅(qū)動舵機正向或反向旋轉(zhuǎn)，并通過花鍵輸出到各自對應(yīng)的桿系。如圖8 圖12所示，為艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)的舵機放大器控制盒內(nèi)部電路圖，舵機放大器控制盒通過舵控線纜與エ業(yè)控制計算機連接，將驅(qū)動控制系統(tǒng)通過數(shù)模驅(qū)動卡發(fā)出的控制信號轉(zhuǎn)換放大為可以驅(qū)動舵機運動的信號并輸出至舵機端。操縱驅(qū)動組件的數(shù)模驅(qū)動卡和操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)分別與操縱執(zhí)行組件的舵機放大器控制盒相連。另外，操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)安裝在高性能エ業(yè)控制計算機上，采用多核心并行處理器及大容量內(nèi)置存儲設(shè)備，可保證大數(shù)據(jù)量及高負(fù)荷計算的需求。驅(qū)動控制系統(tǒng)包括總距通道初始化自動配平単元，用于驅(qū)動總距并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置；縱向橫向通道初始化自動配平単元，用于驅(qū)動縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置；航向通道初始化自動配平単元，用于航向并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置；響應(yīng)總距桿釋放按鍵，用于消除總距并聯(lián)舵機力感并采集カ感微動開關(guān)信號；響應(yīng)駕駛桿釋放按鍵，用于消除縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機力感并采集カ感微動開關(guān)信號；響應(yīng)航向拉桿開關(guān)按鍵，用于消除航向并聯(lián)舵機カ感，并采集カ感微動開關(guān)信號。本實用新型使用專用電源為高性能エ業(yè)控制計算機和舵機放大器控制盒進行分別供電，支持冗余供電和斷電保護，且計算機機箱防水防塵性能、防霉菌、電磁屏蔽、電磁兼容及抗沖擊性能均達到軍品級技術(shù)要求。本實用新型可用于航空產(chǎn)品信息化、型號研制、軍事訓(xùn)練模擬器和其他場合，可為國家節(jié)約大量此方面的投資。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出 各種變化。
權(quán)利要求1.一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真系統(tǒng)包括操縱驅(qū)動組件和操縱執(zhí)行組件，其中所述操縱驅(qū)動組件包括工業(yè)控制計算機、驅(qū)動控制系統(tǒng)、模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡，其中驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)置在工業(yè)控制計算機上，包括采集子系統(tǒng)和驅(qū)動子系統(tǒng)，采集子系統(tǒng)與模數(shù)采集卡連接，驅(qū)動子系統(tǒng)與數(shù)模驅(qū)動卡連接；所述操縱執(zhí)行組件包括舵機放大器控制盒，以及通過舵控線纜與舵機放大器控制盒連接的四通道舵機和航向拉桿開關(guān)，同時舵機放大器控制盒與模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述操縱執(zhí)行組件的四通道舵機分別為橫向并聯(lián)舵機、縱向并聯(lián)舵機、總距并聯(lián)舵機和航向并聯(lián)舵機。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真 系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動控制系統(tǒng)包括 總距通道初始化自動配平單元，用于驅(qū)動總距并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置； 縱向橫向通道初始化自動配平單元，用于驅(qū)動縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置； 航向通道初始化自動配平單元，用于航向并聯(lián)舵機到達預(yù)定平衡位置； 響應(yīng)總距桿釋放按鍵，用于消除總距并聯(lián)舵機力感并采集力感微動開關(guān)信號； 響應(yīng)駕駛桿釋放按鍵，用于消除縱向并聯(lián)舵機、橫向并聯(lián)舵機力感并采集力感微動開關(guān)信號; 響應(yīng)航向拉桿開關(guān)按鍵，用于消除航向并聯(lián)舵機力感，并采集力感微動開關(guān)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真系統(tǒng)還包括支持冗余供電和斷電保護的專用電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述舵控線纜為帶屏蔽的專用電纜。
專利摘要本實用新型公開一種艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)，所述仿真系統(tǒng)包括操縱驅(qū)動組件和操縱執(zhí)行組件，其中所述操縱驅(qū)動組件包括工業(yè)控制計算機、驅(qū)動控制系統(tǒng)、模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡，其中驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)置在工業(yè)控制計算機上，包括采集子系統(tǒng)和驅(qū)動子系統(tǒng)，采集子系統(tǒng)與模數(shù)采集卡連接，驅(qū)動子系統(tǒng)與數(shù)模驅(qū)動卡連接；所述操縱執(zhí)行組件包括舵機放大器控制盒，以及通過舵控線纜與舵機放大器控制盒連接的四通道舵機和航向拉桿開關(guān)，同時舵機放大器控制盒與模數(shù)采集卡和數(shù)模驅(qū)動卡連接。所述艦載直升機四通道操縱負(fù)荷仿真系統(tǒng)投資省、仿真度高、維護簡單且安全可靠。
文檔編號G05B17/02GK202404386SQ20112052900
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者孫傳偉, 茅坪 申請人:中國人民解放軍92728部隊, 南京樂飛航空技術(shù)有限公司