本实用新型涉及工业仿真
技术领域：
，具体涉及一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统。
背景技术：
：随着信息化、智能化的发展进程，仿真技术广泛应用于各个领域，特别是在飞行训练方面，训练用飞行模拟器，模拟座舱内部的形状，各仿真仪表、仿真设备、信号装置、操纵设备的布局与所模拟的飞机几乎完全一样，以给飞行员造成座舱环境的逼真感。各种仪表的指示部分形状及工作现象也与真实飞机相同。其内部结构有的也与真实仪表一样，多数则与真实仪表不同，但指示现象都与真实仪表相同。目前，为了使原来飞机上采用气动、液压方式驱动的仪表在模拟器中体现出相同的指示现象，模拟器的仿真仪表系统中通常采用图形仿真仪表或机械仿真仪表。但上述的飞行模拟器的仿真仪表系统无法实现准确模拟实际飞行中的仪表运行情况，且由于外部气压或液压等动力源的驱动会造成仿真仪表系统的运行成本的增加，无法满足飞行模拟器的仿真训练要求。技术实现要素：针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，能够可靠且准确地实现实际飞行中的仪表运行情况的模拟，并能够对仿真仪表系统进行自动化控制，实现仿真仪表的精准指示，准确模拟实装真实仪表的指示现象和技术指标。为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：第一方面，本实用新型提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，所述仿真仪表系统包括依次连接的单片机、电力驱动器、传动组件和仿真仪表，且所述仿真仪表设置在飞行模拟器上；所述单片机与所述飞行模拟器的计算机通信连接；所述传动组件与所述仿真仪表中的指针连接；在所述单片机接收到所述计算机的仪表指针位移指令后，该单片机控制所述电力驱动器驱动所述传动组件运行，使得所述传动组件带动所述仿真仪表中的指针转动。进一步地，所述仿真仪表系统还包括：与所述仿真仪表的指针连接的位置传感器，且所述位置传感器与所述计算机通信连接；在所述传动组件带动所述仿真仪表中的指针转动时，所述位置传感器将采集的仿真仪表中的指针的位移信号发送至所述计算机，使得所述计算机确定所述仿真仪表中指针的位置信息。进一步地，所述仿真仪表系统中还包括：光电开关组件，且所述光电开关组件包括光电传感器和感光盘，且所述光电传感器与所述单片机通信连接；所述感光盘设置在所述仿真仪表上，且所述感光盘随着所述仿真仪表的指针的转动而转动；所述感光盘上设有一个通孔，且该通孔设置在所述仿真仪表的指针归零位置处；所述光电传感器与所述通孔垂直设置；在所述光电传感器检测到所述通孔中透出的光线时，向所述单片机发送检测光信号，使得所述单片机确定所述仿真仪表的指针归零。进一步地，所述传动组件包括：电机和与该电机连接的齿轮传动件；所述电机与所述电力驱动器连接；所述齿轮传动件与所述仿真仪表的指针连接。进一步地，所述电机上设有行星减速箱。进一步地，所述电机为直流电机；相对应的，所述电力驱动器中设有与所述直流电机连接的直流电机驱动芯片。进一步地，所述电机为步进电机；相对应的，所述电力驱动器中设有与所述步进电机连接的步进电机驱动芯片。进一步地，所述单片机与所述飞行模拟器的计算机之间连接有通信总线。进一步地，与所述传动组件连接的所述仿真仪表包括至少两个。进一步地，所述仿真仪表系统还包括供电电源；所述供电电源与所述单片机连接。由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，包括依次连接的单片机、电力驱动器、传动组件和仿真仪表，且所述仿真仪表设置在飞行模拟器上；所述单片机与所述飞行模拟器的计算机通信连接；所述传动组件与所述仿真仪表中的指针连接；在所述单片机接收到所述计算机的仪表指针位移指令后，该单片机控制所述电力驱动器驱动所述传动组件运行，使得所述传动组件带动所述仿真仪表中的指针转动。本实用新型能够可靠且准确地实现实际飞行中的仪表运行情况的模拟，并能够对仿真仪表系统进行自动化控制，实现仿真仪表的精准指示，准确模拟实装真实仪表的指示现象和技术指标；以及无需外部气压、液压等动力源的驱动，能够有效降低仿真仪表系统的运行成本。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统的第一种具体实施方式的结构示意图；图2是本实用新型的仿真仪表系统的第二种具体实施方式的结构示意图；图3是本实用新型的仿真仪表系统的第三种具体实施方式的结构示意图；图4是本实用新型的仿真仪表系统中传动组件的结构示意图；图5是本实用新型的仿真仪表系统的第四种具体实施方式的结构示意图；图6是电机为步进电机时的仿真仪表系统的结构示意图；图7是电机为直流电机时的仿真仪表系统的结构示意图；图8是本实用新型的升降速度表的结构示意图；图9是本实用新型的气压高度表的结构示意图；图10是本实用新型的空速-M数表的结构示意图；其中，1-单片机；2-电力驱动器；3-传动组件；31-电机；32-齿轮传动件；4-仿真仪表；41-指针；5-飞行模拟器；6-计算机；7-位置传感器；8-光电传感器；9-感光盘；91-通孔；10-通信总线；11-供电电源。具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型的实施例一提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统的第一种具体实施方式，参见图1，所述仿真仪表系统具体包括如下内容：依次连接的单片机1、电力驱动器2、传动组件3和仿真仪表4，且所述仿真仪表4设置在飞行模拟器5上；所述单片机1与所述飞行模拟器5的计算机6通信连接；所述传动组件3与所述仿真仪表4中的指针41连接。可以理解的是，飞行模拟器5中的计算机6可以为整个飞行模拟器5的主控计算机6，传动组件3可以为齿轮传动组件3、皮带传动组件3等；单片机1可以选用高性能的C8051F060型号的单片机1。在所述单片机1接收到所述计算机6的仪表指针41位移指令后，该单片机1控制所述电力驱动器2驱动所述传动组件3运行，使得所述传动组件3带动所述仿真仪表4中的指针41转动。可以理解的是，待训练的人员在操作飞行模拟器5时，飞行模拟器5的计算机6根据飞行模拟器5的运行状况，获取仿真仪表4应用显示的仪表指针41位移信息，并根据该仪表指针41位移信息生成仪表指针41位移指令，并将该仪表指针41位移指令发送给所述单片机1，所述单片机1接收到所述计算机6的仪表指针41位移指令后，控制所述电力驱动器2运行，运行中的电力驱动器2驱动所述传动组件3开始运行，运行中的所述传动组件3带动所述仿真仪表4中的指针41转动，以完成实际飞行中的仪表运行情况的模拟。从上述描述可知，本实用新型的实施例提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，能够可靠且准确地实现实际飞行中的仪表运行情况的模拟，无需外部气压、液压等动力源的驱动，能够有效降低仿真仪表系统的运行成本。本实用新型的实施例二提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统的第二种具体实施方式，参见图2，所述仿真仪表系统还具体包括如下内容：与所述仿真仪表4的指针41连接的位置传感器7，且所述位置传感器7与所述计算机6通信连接；在所述传动组件3带动所述仿真仪表4中的指针41转动时，所述位置传感器7将采集的仿真仪表4中的指针41的位移信号发送至所述计算机6，使得所述计算机6确定所述仿真仪表4中指针41的位置信息。可以理解的是，所述位置传感器7可以为角位移传感器，具体可以为采用数字电位器作为角位移传感器，其中，数字电位器(DigitalPotenTIometer)亦称数控可编程电阻器，是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。数字电位器由数字输入控制，产生一个模拟量的输出。数字电位器WDH22也称为非接触式电位器，是一种用数字传感器检测转轴的角度变化，并将这个角度变化用多种信号类型反馈输出的器件。从上述描述可知，本实用新型的实施例提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，能够可靠且准确地实现实际飞行中的仪表运行情况的模拟，并能够对仿真仪表系统进行自动化控制，实现仿真仪表的精准指示，准确模拟实装真实仪表的指示现象和技术指标；以及无需外部气压、液压等动力源的驱动，能够有效降低仿真仪表系统的运行成本。本实用新型的实施例三提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统的第三种具体实施方式，参见图3，所述仿真仪表系统还具体包括如下内容：光电开关组件，且所述光电开关组件包括光电传感器8和感光盘9，且所述光电传感器8与所述单片机1通信连接；所述感光盘9设置在所述仿真仪表4上，且所述感光盘9随着所述仿真仪表4的指针41的转动而转动；所述感光盘9上设有一个通孔91，且该通孔91设置在所述仿真仪表4的指针41归零位置处；所述光电传感器8与所述通孔91垂直设置；在所述光电传感器8检测到所述通孔91中透出的光线时，向所述单片机1发送检测光信号，使得所述单片机1确定所述仿真仪表4的指针41归零，并根据仿真仪表4当前的指针41归零状态，选择继续控制指针41转动或控制指针41停止。从上述描述可知，本实用新型的实施例提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，能够可靠且准确地实现实际飞行中的仪表运行情况中的仪表归零的模拟，并实现了对飞行模拟器的仿真仪表的归零控制和归零检测，有效提高了对实际飞行中的仪表运行的模拟的准确性。在一种具体实施方式中，参见图4，所述传动组件3包括：电机31和与该电机31连接的齿轮传动件32；所述电机31与所述电力驱动器2连接；所述齿轮传动件32与所述仿真仪表4的指针41连接。在该齿轮传动件32中，可以根据指针41的实际数量设置齿轮个数，例如：在指针41有2个且要实现2个指针41的联动时，可以设置4个齿轮：齿轮一、齿轮二、齿轮三和齿轮四，相对应的，用于飞行模拟器的仿真仪表系统至少包括2个仿真仪表4，其中，齿轮一带动第一个指针41转动；齿轮一带动齿轮二，齿轮二带动齿轮三，齿轮三带动齿轮四，齿轮四带动第二个指针41转动。从上述描述可知，本实用新型的实施例提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，能够通过传动组件有效实现仿真仪表的指针的转动控制。在一种具体实施方式中，所述电机31上还设有行星减速箱；且所述电力驱动器2中设有电机31驱动芯片，若所述电机31为直流电机31，则所述电机31驱动芯片为直流电机31驱动芯片；所述电机31为步进电机31，则所述电机31驱动芯片为步进电机31驱动芯片。从上述描述可知，本实用新型的实施例提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，给出了不同电力驱动及传动的两种实现方式，实现仿真仪表的精准指示，准确模拟实装真实仪表的指示现象和技术指标；以及无需外部气压、液压等动力源的驱动，能够有效降低仿真仪表系统的运行成本。本实用新型的实施例四提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统的第四种具体实施方式，参见图5，所述仿真仪表系统还具体包括如下内容：所述单片机1与所述飞行模拟器5的计算机6之间连接有通信总线10，该通信总线10可以为RS-422总线；RS-422采用差分数据传输，具有较强的抗干扰能力。且所述仿真仪表系统还包括供电电源11，且所述供电电源11与所述单片机1连接。从上述描述可知，本实用新型的实施例提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，能够可靠且准确地实现实际飞行中的仪表运行情况的模拟，并能够对仿真仪表系统进行自动化控制，实现仿真仪表的精准指示，准确模拟实装真实仪表的指示现象和技术指标。为进一步的说明本方案，本实用新型还提供一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统的应用实例，具体包括如下内容：本应用例中的仿真仪表为采用电动方式的模拟器专用仿真仪表；电动方式模拟器专用仿真仪表采用总线传输接口代替机载实装仪表的传感器、逆变器的功能，不需要外部气压、液压等动力源，而是通过自动化控制实现仪表的运动控制，采用数字控制的方式，实现精准指示，达到与实装真实仪表的指示现象和技术指标。以气压高度表为例，气压高度表在飞机上的各种指示现象是由气动驱动，而本仿真仪表采用电气驱动方式。原理为：采用串行数据总线收发模拟器专用仿真仪表状态和控制数据，单片机依据控制数据控制仪表的驱动模块，使驱动模块驱动电机带动位置传感器旋转，位置传感器采用电信号输给计算机，经过计算得知第一表针所转位置刻度；表针回零是由感光盘通过光电传感器采出电信号给计算机下指令，回零完成。若电机为步进电机，参见图6，步进电机广泛应用在仪器仪表行业，模拟器仿真仪表中应急磁罗盘、氧气示流器、升降速度表、气压高度表、空速-M数表使用步进电机驱动。电机选用FAULHABER二相四线AM1524系列步进电机配套行星减速箱，保证指针驱动的可靠性和稳定性。回零反馈装置：步进电机采用开环控制，这里使用光电开关作为步进电机上电回零初始化。单片机：选用高性能C8051F060单片机。步进电机驱动：选用集成芯片完成步进电机的驱动，可根据使用情况调整电流、调整细分级数。电源部分：使用DC-DC将输入的DC28V电源变换为DC12V，DC12V电源为电机驱动芯片供电，同时使用开关电源芯片将此DC12V转换为DC5V，DC5V为RS-422芯片、光耦等供电，由DC5V经LDO降压的DC3.3V为单片机供电。若电机为直流电机，参见图7，模拟器仿真仪表中应急地平表、无线电磁指示器采用直流电机驱动方式，直流电机通过带动仪表指示盘(针)和一套联动的角位置传感器，组成一个闭环的机电系统，可以使仪表的指示更加精准运动更加平滑。电机选用FAULHABER1524SR系列直流微电机配套无回差行星减速箱，保证指针驱动的可靠性和稳定性。回零反馈装置：直流电机采用闭环控制，这里使用数字电位器作为电机控制的角位置传感器。单片机：选用高性能C8051F060单片机。直流电机驱动：选用集成芯片完成直流电机的驱动，可根据使用情况调整电流限制。电源部分：使用DC-DC将输入的DC28V电源变换为DC12V，DC12V电源为电机驱动芯片供电，同时使用开关电源芯片将此DC12V转换为DC5V，DC5V为RS-422芯片、光耦等供电，由DC5V经LDO降压的DC3.3V为单片机供电。用于飞行模拟器的仿真仪表系统中的电气接口设备采用直流28V供电，外部提供独立的调光电源，调光电源为28V的脉宽调制电源。设备电源和调光电源由插拔式8针圆形航空插头Y50X-1208ZJ10H1/Y50X-1208TK2H1提供，电源航插接线定义如表1所示。表1管脚编号管脚含义PIN1调光电源地PIN2NCPIN3调光电源+PIN4NCPIN5NCPIN628VDC-(设备电源负)PIN7NCPIN828VDC+(设备电源正)PIN9GND设备通信电连接器使用5针航空插头ST1210/S5ST1212/P5，通信航插接线定义如表2所示。表2管脚编号管脚含义PIN1RS422R+PIN2RS422R-PIN3RS422T+PIN4RS422T-PIN5NC本应用实例中的仿真仪表系统可以采用三维软件进行机械设计，模拟表传动工作原理是：由驱动电机带动位置传感器旋转，位置传感器采用电信号输给计算机，经过计算得知第一表针所转位置刻度；表针回零是由感光盘通过光电传感器采出电信号给计算机下指令，回零完成。且场压设定是通过手轮及轴、轮系带动场压刻度盘旋转，场压刻度盘与场压设定大齿轮固定一体，由场压设定大齿轮带动场压设定小齿轮及多圈电位器转子转动，输出电信号给计算机运算，最终计算出飞行高度，通过主表盘读出数值；具体结构可以参见行业标准中的《气压高度表图纸手册》。本实用新型中的仿真仪表可以为氧气示流器、升降速度表、气压高度表、空速-M数表中的一个、全部或任意组合，各仿真仪表的举例参数如下：(1)氧气示流器-主要技术参数：压力指示范围：0-14.7MPa；压力指示基本误差：≤±0.6；压力指示迟滞值：≤±0.6；示流器指示范围：0-50对应供氧时的工作状况；照明：表内无照明；氧气示流器的氧气压力指针由步进电机驱动，示流器由舵机驱动。(2)升降速度表，参见图8，主要技术参数：升降速度刻度盘显示范围：0m/s～30m/s升降速度常温指示误差如表3所示。表3升降速度351020误差(km/h)±0.5±1±1.5±2照明：电源DC28.5V，表内NVIS绿A照明。(3)气压高度表，参见图9，主要技术参数：高度测量范围：0km～20km气压装订范围：460mmHg～800mmHg装订误差(在标准海平面大气压力下，仪表对零后)：实际气压刻度值与标准值(760mmHg)之差：≤±2mmHg活动指针与气压刻度盘指示之间的不一致性：≤10m(按高度刻度盘)常温、低温、高温指示误差见表4。表4照明：电源DC28.5V，表内NVIS绿A照明。气压高度表场压装订传感器使用10圈线绕电位计。(4)空速-M数表，参见图10，主要技术参数：指示空速刻度盘显示范围：200km/h～1500km/hM数刻度盘显示范围：0.5～1.0指示空速指示误差见表5。M数指示误差见表6。表5表6从上述描述可知，本实用新型提供的一种用于飞行模拟器的仿真仪表系统，采用电动方式的模拟器专用仿真仪表；电动方式模拟器专用仿真仪表采用总线传输接口代替机载实装仪表的传感器、逆变器的功能，不需要外部气压、液压等动力源，而是通过自动化控制实现仪表的运动控制，采用数字控制的方式，实现精准指示，达到与实装真实仪表的指示现象和技术指标。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 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