力感模拟机构的制作方法

本实用新型涉及力感模拟技术领域，特别是涉及一种力感模拟机构。

背景技术：

为了使学员尽快的熟悉装备，对模拟训练器的要求，操纵部件力感、位置、行程与实装尽量一致。位置和行程很容易实现与实装一致，可力感却很复杂，因为实装操纵杆的阻力来自于各机构的机械摩擦和机械功，力矩反馈模型是复杂非线性的，数值没有规律千变万化，而模拟器只能通过弹簧来产生阻力矩。

目前的模拟器在操纵杆力感实现中，都是采用四杆曲柄机构，通过四杆机构的连杆驱动摇臂，摇臂摆动拉伸弹簧，模拟实装的操纵阻力。

现有技术的缺点：1、现有的四杆曲柄机构中，受限于摇臂的杆长是固定的，产生的拉簧阻力矩只能是k*sina*cosa，阻力矩的变化规律不能真实模拟实装的无规律力感；2、机构中零件较多，铰接点多，不可避免的产生空行程间隙，模拟效果差。

因此市场上急需一种新型力感模拟机构，用于解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种力感模拟机构，用于解决上述现有技术存在的技术问题，能够模拟实装的无规律力感。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型公开了一种力感模拟机构，包括机架、操纵杆、滚轮、摇臂和拉簧，所述操纵杆具有直柄部和弯钩部，所述直柄部的第一端为把手，所述直柄部的第二端与所述弯钩部的第一端固定连接，所述弯钩部的中部转动连接于所述机架，所述弯钩部的第二端与所述滚轮转动连接，所述摇臂的上端转动连接于所述机架，所述操纵杆用于推动所述摇臂摆动，所述拉簧的第一端固定于所述机架上，所述摇臂的下端用于拉动所述拉簧的第二端，所述摇臂具有滑道，所述滑道位于与所述操纵杆相对的一侧，所述滑道上具有凹槽，所述滚轮在所述滑道上相对滑动。

优选地，还包括连接片，所述连接片的第一端和第二端分别固定有第一销轴和第二销轴，所述拉簧的第二端设有第一销孔，所述摇臂的下端设有第二销孔，所述第一销轴穿过所述第一销孔使得所述拉簧的第二端与所述连接片转动连接，所述第二销轴穿过所述第二销孔使得所述连接片与所述摇臂的下端转动连接。

优选地，所述机架具有弧形槽，所述弧形槽以所述弯钩部与所述机架的转动连接中心为圆心，所述操纵杆包括导向销轴和螺母，所述导向销轴的第一端固定于所述操纵杆上，所述导向销轴的第二端穿过所述弧形槽，所述导向销轴的第二端具有外螺纹，所述导向销轴的第二端与所述螺母螺纹连接。

优选地，所述滚轮为轴承，所述弯钩部的第二端焊接一固定杆，所述轴承的内圈与所述固定杆固定连接，所述轴承的外圈在所述摇臂上滚动。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提出一种力感模拟机构，通过改变凸轮轮廓外形可实现任意位置的任意力值，达到了模拟器操纵杆在不同位置具有真实力感的目的。

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，下面描述中的附图仅仅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为本实施例力感模拟机构结构示意图；

图2为本实施例力感模拟机构原理图；

图中：1-操纵杆；2-滚轮；3-摇臂；4-拉簧。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

本实用新型的目的是提供一种力感模拟机构，用于解决上述现有技术存在的技术问题，能够模拟实装的无规律力感。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本实施例提供了一种力感模拟机构，包括机架、操纵杆1、滚轮2、摇臂3和拉簧4。操纵杆1具有直柄部和弯钩部，直柄部的第一端为把手，直柄部的第二端与弯钩部的第一端固定连接，弯钩部的中部转动连接于机架，弯钩部的第二端与滚轮2转动连接，本实施例中操纵杆1的直柄部和弯钩部为一体式设计，通过转动把手从而转动弯钩部的第二端转动。摇臂3的上端转动连接于机架，操纵杆1用于推动摇臂3摆动。拉簧4的第一端固定于机架上，摇臂3的下端用于拉动拉簧4的第二端，通过弹簧的拉力从而给予操作者一个模拟力感。摇臂3具有滑道，滑道位于与操纵杆1相对的一侧，滑道上具有凹槽，滚轮2在所述滑道上相对滚动，具体的，弯钩部的中部到滑道上端的距离为s1，弯钩部的中部到滑道下端的距离为s2，弯钩部的中部到凹槽的距离为s3，s3距离弯钩部的中部距离最小，s3＜s1，s3＜s2，这样使得到滚轮2运动到凹槽的位置时，拉簧4受到的拉力最大，这时再继续拉动操纵杆1时，施加的拉力都比在凹槽的拉力要小，这样符合真实的实装感受。对于滑道的具体廓形，本领域技术人员可以根据实际所要模拟的拉力感受而进行设计。

使用时，操作者拉动操纵杆1的把手，操纵杆1发生转动，从而带动滚轮2转动，滚轮2在摇臂3的表面上滑动，从而带动摇臂3转动，摇臂3下端拉动拉簧4。拉簧4拉伸从而给摇臂3施加一个反作用力，摇臂3再将反作用力传递给操纵杆1，传递给操纵杆1一个模拟力感。

进一步的，本实施例中还包括连接片，连接片的第一端和第二端分别固定有第一销轴和第二销轴，拉簧4的第二端设有第一销孔，摇臂3的下端设有第二销孔，第一销轴穿过第一销孔使得拉簧4的第二端与连接片转动连接，第二销轴穿过第二销孔使得连接片与摇臂3的下端转动连接。本领域技术人员可以根据拉簧4的第二端与摇臂3的下端之间的实际距离，而选择适合的连接片的尺寸。

为了在转动操纵杆1的过程中防止操纵杆1发生偏移，本实施例中机架具有弧形槽，弧形槽以弯钩部与机架的转动连接中心为圆心，从而配合操纵杆1的转动。操纵杆1包括导向销轴和螺母，导向销轴的第一端固定于操纵杆1上，导向销轴的第二端穿过弧形槽，导向销轴的第二端具有外螺纹，导向销轴的第二端与螺母螺纹连接。通过螺母与弧形槽的限位作用，可以有效的防止操纵杆1在转动过程中发生摇晃的现象。

具体的，本实施例中滚轮2为轴承，弯钩部的第二端焊接一固定杆，轴承的内圈与固定杆固定连接，本实施例中为焊接，本领域技术人员还可以使用其他的固定方式，只要能够实现在轴承外圈转动时轴承不从操纵杆1上掉落下来即可。轴承的外圈在摇臂3上滚动。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种力感模拟机构，其特征在于：包括机架、操纵杆、滚轮、摇臂和拉簧，所述操纵杆具有直柄部和弯钩部，所述直柄部的第一端为把手，所述直柄部的第二端与所述弯钩部的第一端固定连接，所述弯钩部的中部转动连接于所述机架，所述弯钩部的第二端与所述滚轮转动连接，所述摇臂的上端转动连接于所述机架，所述操纵杆用于推动所述摇臂摆动，所述拉簧的第一端固定于所述机架上，所述摇臂的下端用于拉动所述拉簧的第二端，所述摇臂具有滑道，所述滑道位于与所述操纵杆相对的一侧，所述滑道上具有凹槽，所述滚轮在所述滑道上相对滑动。

2.根据权利要求1所述的力感模拟机构，其特征在于：还包括连接片，所述连接片的第一端和第二端分别固定有第一销轴和第二销轴，所述拉簧的第二端设有第一销孔，所述摇臂的下端设有第二销孔，所述第一销轴穿过所述第一销孔使得所述拉簧的第二端与所述连接片转动连接，所述第二销轴穿过所述第二销孔使得所述连接片与所述摇臂的下端转动连接。

3.根据权利要求1所述的力感模拟机构，其特征在于：所述机架具有弧形槽，所述弧形槽以所述弯钩部与所述机架的转动连接中心为圆心，所述操纵杆包括导向销轴和螺母，所述导向销轴的第一端固定于所述操纵杆上，所述导向销轴的第二端穿过所述弧形槽，所述导向销轴的第二端具有外螺纹，所述导向销轴的第二端与所述螺母螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的力感模拟机构，其特征在于：所述滚轮为轴承，所述弯钩部的第二端焊接一固定杆，所述轴承的内圈与所述固定杆固定连接，所述轴承的外圈在所述摇臂上滚动。

技术总结
本实用新型公开了一种力感模拟机构，包括机架、操纵杆、滚轮、摇臂和拉簧，操纵杆具有直柄部和弯钩部，直柄部的第一端为把手，直柄部的第二端与弯钩部的第一端固定连接，弯钩部的中部转动连接于机架，弯钩部的第二端与滚轮转动连接，摇臂的上端转动连接于机架，操纵杆用于推动摇臂摆动，拉簧的第一端固定于机架上，摇臂的下端用于拉动拉簧的第二端。本实用新型的特点是利用摇臂不规则的轮廓使操纵者感受到不规则的实装力感。

技术研发人员：朱焰焰;张明路;陈骁东;赵冬章;别晓闻;王庆刚
受保护的技术使用者：天诺光电材料股份有限公司;北京天汉建元科技有限公司;郑州盛川科技有限公司
技术研发日：2019.10.21
技术公布日：2020.05.22