二自由度360度飛行模擬駕駛艙仿真運動平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]作為21世紀朝陽產業之一的通用航空產業，在國民經濟發展中的重要作用日益凸顯，通用航空產業的發展環境日益成熟，在農林化飛行、森林滅火、航空應急救援等方面有巨大需求。同時，對于強盛民用航空產業具有重要的意義。
[0003]美國民航現在擁有飛機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;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，已經滿足不了通用航空的快速發展需要。同時，在空域資源方面，我國空域資源管理和開發跟不上，空域和航路資源緊缺。中國的航空管制技術相對落后，空管設施投資不足，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展。
[0004]中國通航產業有著巨大的發展潛力，未來5至10年將增加到10000架左右，年增長率達30%，據航空拉動產業鏈發展1:10的經驗，未來十年通用航空將拉動10000億需求，將成為我國經濟社會發展新的增長點。再來看十年前和今日的汽車駕駛培訓行業，我們就不難想象通航的未來發展。然而這個行業的發展卻又受到了時間、資金成本大，空域審批，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，空域審批的兩證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斗機上的控制率。
【發明內容】
[0008]針對現有技術中的缺陷，本發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]根據本發明提供的二自由度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、俯仰運動驅動模塊以及左右旋轉運動驅動模塊;所述俯仰運動驅動模塊用于驅動所述座艙本體進行俯仰運動，所述左右旋轉運動驅動模塊用于驅動所述座艙本體左右旋轉運動；
[0012]所述第二控制模塊連接所述俯仰運動驅動模塊、所述左右旋轉運動驅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，進而根據所述俯仰角控制所述俯仰運動驅動模塊轉動，根據所述左右旋角控制所述左右旋轉運動驅動模塊轉動。
[0014]優選地，所述俯仰運動驅動模塊包括固定機架臺、第一電機;所述左右旋轉運動驅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;所述第一電機驅動所述座艙運動支撐架進行俯仰轉動；
[0016]所述座艙支架的上端與所述座艙運動支撐架的上端內側面鉸接，下端與所述座艙運動支撐架的下端內側面鉸接，從而所述座艙支架能夠沿周向轉動；
[0017]所述第二電機設置在座艙運動支撐架上，所述第二電機驅動所述座艙支架進行旋轉運動;所述座艙本體設置在所述座艙支架內。
[0018]優選地，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置在所述縱向支撐部上且設在所述底座支撐部的上側。[°02°]優選地，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]優選地，還包括顯示器；
[0022]其中，所述顯示器設置在所述地面座艙內；所述顯示器電連接所述第二控制模塊。
[0023]優選地，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]優選地，還包括側風模擬裝置，所述側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]優選地，還包括身體監測設備和報警裝置；
[0029]其中，所述身體監測設備電連接所述第二控制模塊;所述身體監測設備用于檢測模擬飛行人員的身體狀態和受到的加速度值，并將所述身體狀態和受到的加速度以設定時間閾值發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，當所述身體狀態低于設定閾值，或受到的加速度大于設定閾值時，所述報警裝置發出報警信號；
[0031]所述身體狀態包括心率、呼吸頻率以及體溫中任一種或任多種。
[0032]優選地，所述座艙支架呈籠形。
[0033]優選地，還包括攝像頭；
[0034]多個所述攝像頭設置在所述無人機的前端面和兩側面;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送至所述顯示器播放。
[0036]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0037]1、本發明依托無人機安全性高，成本低的突出優勢，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，飛行員可在地面執行通航小飛機的試飛任務，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，試飛人員安全性得到極大保證；
[0038]2、本發明能夠實時的傳輸視景和飛行數據，在地面駕艙內進行圖像拼接、數據解析處理，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展大量應用，填補通航飛機的應用或者是執行危險任務；
[0039 ] 3、本發明中地面座艙結構簡單，布局合理，能夠實現360度旋轉。
【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，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0041]圖1為本發明的結構示意圖；
[0042]圖2為本發明中地面座艙的結構示意圖。
[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]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0050]在本實施例中，本發明提供的二自由度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、俯仰運動驅動模塊以及左右旋轉運動驅動模塊;所述俯仰運動驅動模塊用于驅動所述座艙本體進行俯仰運動，所述左右旋轉運動驅動模塊用于驅動所述座艙本體左右旋轉運動；
[0053]所述第二控制模塊連接所述俯仰運動驅動模塊、所述左右旋轉運動驅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，進而根據所述俯仰角控制所述俯仰運動驅動模塊轉動，根據所述左右旋角控制所述左右旋轉運動驅動模塊轉動。
[0055]所述俯仰運動驅動模塊包括固定機架臺4、第一電機2;所述左右旋轉運動驅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;