二自由度360度飛行模擬駕駛艙仿真運動平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行仿真試驗，具體地，涉及一種二自由度360度飛行模擬駕駛艙仿真運動平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]作為21世紀朝陽產(chǎn)業(yè)之一的通用航空產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用日益凸顯，通用航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展環(huán)境日益成熟，在農(nóng)林化飛行、森林滅火、航空應(yīng)急救援等方面有巨大需求。同時，對于強盛民用航空產(chǎn)業(yè)具有重要的意義。
[0003]美國民航現(xiàn)在擁有飛機23萬多架，其中通用航空飛機占96%左右;有飛行員70多萬，其中通用航空飛行員占絕大多數(shù);有機場1.75萬個以上，其中通航機場占96 %左右。而相比較之下中國的情況不容樂觀，截至2010年底，通用航空機場、臨時起降點共有329個，其中持有民用機場使用許可證的通用航空機場、起降場44個，通用航空臨時機場(起降點)285個。整體機場資源比較薄弱，已經(jīng)滿足不了通用航空的快速發(fā)展需要。同時，在空域資源方面，我國空域資源管理和開發(fā)跟不上，空域和航路資源緊缺。中國的航空管制技術(shù)相對落后，空管設(shè)施投資不足，空域管理體制不盡完善、民眾對使用空域程序不熟悉等原因，限制了通用航空的快速發(fā)展。
[0004]中國通航產(chǎn)業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ磥?至10年將增加到10000架左右，年增長率達30%，據(jù)航空拉動產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展1:10的經(jīng)驗，未來十年通用航空將拉動10000億需求，將成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展新的增長點。再來看十年前和今日的汽車駕駛培訓行業(yè)，我們就不難想象通航的未來發(fā)展。然而這個行業(yè)的發(fā)展卻又受到了時間、資金成本大，空域?qū)徟?，天氣和人力資源短缺等方面因素的制約，例如飛行真實飛機的價格約在9000人民幣每小時，商照的獲得需要約70萬的培訓費，空域?qū)徟膬勺C有非常復雜的流程等等。
[0005]解決這些問題的一種途徑就是如果能把飛機中的駕駛艙搬到地面上，由飛行員在地面對空中的飛機進行操控，同時在地面的駕駛艙又具有空中飛行的感覺，如視景和體感。
[0006]由此大概思路是這樣的:一個在地面上能操作空中飛機或無人機的駕駛艙；由空中的飛機或無人機傳輸真實視景回到駕駛艙，獲得空中真實視景;傳感器測得飛行參數(shù)傳輸向動平臺，使地面駕駛艙獲得體感。讓駕駛員在地面駕駛艙中獲得空中飛行的真實視景，盡量還原駕駛飛機的真實體感。同時地面飛行又保證了安全性，經(jīng)濟性。
[0007]由地面駕駛艙操控空中飛機的這個感念，最早與1980年初提出。那時是用A319來測試陣風戰(zhàn)斗機的控制率。該測試的方法，是通過在地面的駕駛艙來遠程操控空中的A319，來測試將用于陣風戰(zhàn)斗機上的控制率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種二自由度360度飛行模擬駕駛艙仿真運動平臺。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供的二自由度360度飛行模擬駕駛艙仿真運動平臺，包括無人機、地面座艙、第一通訊模塊、第二通訊模塊、第一控制模塊以及第二控制模塊；
[0010]其中，所述無人機上設(shè)置有位姿傳感器、第一通訊模塊以及第一控制模塊;所述位姿傳感器用于測量無人機的俯仰角和左右旋角;所述第一控制模塊連接位姿傳感器和第一通訊模塊；
[0011]所述地面座艙包括座艙本體、俯仰運動驅(qū)動模塊以及左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊;所述俯仰運動驅(qū)動模塊用于驅(qū)動所述座艙本體進行俯仰運動，所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊用于驅(qū)動所述座艙本體左右旋轉(zhuǎn)運動；
[0012]所述第二控制模塊連接所述俯仰運動驅(qū)動模塊、所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊以及第二通訊模塊；
[0013]所述第一控制模塊獲取所述俯仰角和左右旋角并通過所述第一通訊模塊發(fā)出；所述第二控制模塊通過所述第二通訊模塊接收所述俯仰角和所述左右旋角，進而根據(jù)所述俯仰角控制所述俯仰運動驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述左右旋角控制所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)動。
[0014]優(yōu)選地，所述俯仰運動驅(qū)動模塊包括固定機架臺、第一電機;所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊包括座艙運動支撐架、第二電機以及座艙支架；
[0015]所述第一電機設(shè)置在所述固定機架臺上;所述座艙運動支撐架與所述固定機架臺鉸上;所述第一電機驅(qū)動所述座艙運動支撐架進行俯仰轉(zhuǎn)動；
[0016]所述座艙支架的上端與所述座艙運動支撐架的上端內(nèi)側(cè)面鉸接，下端與所述座艙運動支撐架的下端內(nèi)側(cè)面鉸接，從而所述座艙支架能夠沿周向轉(zhuǎn)動；
[0017]所述第二電機設(shè)置在座艙運動支撐架上，所述第二電機驅(qū)動所述座艙支架進行旋轉(zhuǎn)運動;所述座艙本體設(shè)置在所述座艙支架內(nèi)。
[0018]優(yōu)選地，所述固定機架臺包括垂直相連的底座支撐部和縱向支撐部；
[0019]所述座艙運動支撐架設(shè)置在所述縱向支撐部上且設(shè)在所述底座支撐部的上側(cè)。[°02°]優(yōu)選地，所述第一控制模塊和/或所述第二控制模塊采用arduino單片機。
[0021]優(yōu)選地，還包括顯示器；
[0022]其中，所述顯示器設(shè)置在所述地面座艙內(nèi)；所述顯示器電連接所述第二控制模塊。
[0023]優(yōu)選地，所述位姿傳感器包括如下傳感器中的任一種或任多種:
[0024]-加速度傳感器；
[0025]-位姿傳感器；
[0026]-扭矩傳感器。
[0027]優(yōu)選地，還包括側(cè)風模擬裝置，所述側(cè)風模擬裝置電連接所述第二控制模塊，用于模擬所述無人機受到的風速。
[0028]優(yōu)選地，還包括身體監(jiān)測設(shè)備和報警裝置；
[0029]其中，所述身體監(jiān)測設(shè)備電連接所述第二控制模塊;所述身體監(jiān)測設(shè)備用于檢測模擬飛行人員的身體狀態(tài)和受到的加速度值，并將所述身體狀態(tài)和受到的加速度以設(shè)定時間閾值發(fā)送至所述第二控制模塊；
[0030]所述報警裝置電連接所述第二控制模塊，當所述身體狀態(tài)低于設(shè)定閾值，或受到的加速度大于設(shè)定閾值時，所述報警裝置發(fā)出報警信號；
[0031]所述身體狀態(tài)包括心率、呼吸頻率以及體溫中任一種或任多種。
[0032]優(yōu)選地，所述座艙支架呈籠形。
[0033]優(yōu)選地，還包括攝像頭；
[0034]多個所述攝像頭設(shè)置在所述無人機的前端面和兩側(cè)面;多個所述攝像頭連接所述第一控制模塊；
[0035]所述第一控制模塊將所述攝像頭采集的圖像信息通過所述第一通訊模塊發(fā)出；所述第二控制模塊通過所述第二通訊模塊接收所述圖像信息，進而將所述圖像信息發(fā)送至所述顯示器播放。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0037]1、本發(fā)明依托無人機安全性高，成本低的突出優(yōu)勢，利用無人機的真實視景，在地面即可獲得與空中相近的飛行體驗，感受空中飛行的樂趣;依托該系統(tǒng)，飛行員可在地面執(zhí)行通航小飛機的試飛任務(wù)，完成起飛降落、失速測試、測試飛行包線等一系列復雜的試飛任務(wù)，試飛人員安全性得到極大保證；
[0038]2、本發(fā)明能夠?qū)崟r的傳輸視景和飛行數(shù)據(jù)，在地面駕艙內(nèi)進行圖像拼接、數(shù)據(jù)解析處理，飛行員在地面上即可獲得與空中實際操作的視景，憑借具有真實視景的飛行可以發(fā)展大量應(yīng)用，填補通航飛機的應(yīng)用或者是執(zhí)行危險任務(wù)；
[0039 ] 3、本發(fā)明中地面座艙結(jié)構(gòu)簡單，布局合理，能夠?qū)崿F(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0040]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0041]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明中地面座艙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖中:
[0044]1為第二電機；
[0045]2為第一電機；
[0046]3為座艙支架；
[0047]4為固定機架臺；
[0048]5為座艙運動支撐架。
【具體實施方式】
[0049]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0050]在本實施例中，本發(fā)明提供的二自由度360度飛行模擬駕駛艙仿真運動平臺，包括無人機、地面座艙、第一通訊模塊、第二通訊模塊、第一控制模塊以及第二控制模塊；
[0051]其中，所述無人機上設(shè)置有位姿傳感器、第一通訊模塊以及第一控制模塊;所述位姿傳感器用于測量無人機的俯仰角和左右旋角;所述第一控制模塊連接位姿傳感器和第一通訊模塊；
[0052]所述地面座艙包括座艙本體、俯仰運動驅(qū)動模塊以及左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊;所述俯仰運動驅(qū)動模塊用于驅(qū)動所述座艙本體進行俯仰運動，所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊用于驅(qū)動所述座艙本體左右旋轉(zhuǎn)運動；
[0053]所述第二控制模塊連接所述俯仰運動驅(qū)動模塊、所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊以及第二通訊模塊；
[0054]所述第一控制模塊獲取俯仰角和左右旋角并通過所述第一通訊模塊發(fā)出；所述第二控制模塊通過所述第二通訊模塊接收所述俯仰角和所述左右旋角，進而根據(jù)所述俯仰角控制所述俯仰運動驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述左右旋角控制所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)動。
[0055]所述俯仰運動驅(qū)動模塊包括固定機架臺4、第一電機2;所述左右旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動模塊包括座艙運動支撐架5、第二電機1以及座艙支架3;