一种仿真航空仪表及模拟器仿真座舱的制作方法

1.本发明涉及仪表领域，特别涉及一种仿真航空仪表及模拟器仿真座舱。


背景技术：

2.飞行仪表是飞机性能参数显示的窗口，给飞行员提供各种飞机当前姿态信息。因此，在飞行模拟器中，飞行仪表仿真是十分重要的，它必须提供在功能上和外观上与真飞机尽可能逼真的各类仪表,将飞行参数，导航参数，电气系统参数，发动机参数等实时显示并提供给驾驶员和研究人员，以满足飞行训练或工程研究的需要。
3.目前，多指针、多表盘的仿真航空仪表大多是在中心轴的外部套叠多个空心轴套，并在中心轴和多个空心轴套上均设置有齿轮，通过多个电机带动相应的齿轮转动以实现多指针、多表盘工作。空心轴套的外径尺寸较小，导致加工空心轴套时的加工工艺难度增加，并且多个空心轴套进行配合安装时需要保证多个空心轴套与中心轴之间的同心度，导致装配工艺难度增加。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提供一种仿真航空仪表及模拟器仿真座舱，通过将第一套筒与第二套筒同心套叠并能相互转动，并在第一套筒和/或第二套筒上同心连接有多个转动齿轮以带动指针或表盘转动，在实现多指针或多表盘结构的同时，简化了加工和装配工艺，提高了生产效率。
5.具体而言，包括以下的技术方案：
6.第一方面，发明实施例提供了一种仿真航空仪表，包括：机体和转芯组件，所述转芯组件设置于所述机体内部并与所述机体转动连接；
7.所述转芯组件包括第一套筒和第二套筒，所述第二套筒与所述第一套筒同心套叠并与所述第一套筒转动连接；
8.所述第一套筒连接有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一套筒同心设置且与所述第一套筒同步转动，所述第二套筒连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二套筒同心设置且与所述第二套筒同步转动；
9.所述第一套筒或所述第二套筒还连接有第三齿轮，所述第三齿轮与所述第一套筒或所述第二套筒同心且沿着所述第一套筒或所述第二套筒自由转动；
10.所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮分别用于带动指针或表盘转动以形成多指针或多表盘结构的仪表。
11.可选地，沿着所述第一套筒的上端部设置有周向的外凸台，所述第三齿轮设于所述第一套筒的外壁并与所述外凸台卡接，卡接后的所述第三齿轮的内壁与所述第一套筒的外壁抵接并沿着所述第一套筒的外壁自由转动；
12.所述第一齿轮与所述第三齿轮卡接后连接在所述第一套筒的下端部；
13.所述第二套筒的外壁设置有凸台，所述第二套筒套叠于所述第一套筒内部且所述
凸台与所述第一齿轮抵接以限定所述第一齿轮的径向位置；
14.所述第一套筒的上端部和所述第二套筒的上端部均用于连接所述表盘。
15.外凸台外凸台可选地，所述第三齿轮的数量为多个，多个所述第三齿轮彼此套叠卡接，套叠卡接后的各个所述第三齿轮的内壁均与所述第一套筒的外壁抵接并沿着所述第一套筒的外壁自由转动。
16.可选地，所述转芯组件还包括转芯座，所述第二齿轮与所述转芯座的上端部连接后与所述第一齿轮卡接；
17.所述第二齿轮与所述第二套筒的下端部抵接后与所述第二套筒螺纹连接；所述转芯组件通过所述转芯座与所述机体转动连接；
18.所述转芯座为空心结构。
19.可选地，所述转芯座上设置有第一安装法兰，所述第一安装法兰设置于所述转芯座的第一端部并沿着所述转芯座的长度方向设置；
20.所述转芯座的第二端部连接有第二安装法兰，所述第二安装法兰与所述第一安装法兰相对设置且同心；
21.所述机体内部设置有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承沿着所述机体的轴向同心设置；
22.所述第一安装法兰与所述第一轴承转动连接，所述第二安装法兰与所述第二轴承转动连接。
23.可选地，所述的仿真航空仪表，还包括传动轴、一级传动齿轮、二级传动齿轮、驱动部件和第一传感器；
24.所述传动轴的下端连接有所述一级传动齿轮，所述传动轴的上端通过上部传动齿轮与所述第一齿轮啮合；
25.所述驱动部件上连接有驱动齿轮，所述第一传感器上连接有第一传感器齿轮；所述驱动齿轮、所述一级传动齿轮、所述二级传动齿轮和所述第一传感器齿轮依次相互啮合以带动所述第一齿轮转动或第三齿轮转动；
26.所述第三齿轮用于连接指针。
27.可选地，所述的仿真航空仪表，还包括手轮轴和差速齿轮轴和第二传感器齿轮，所述手轮轴上连接有手轮轴齿轮，所述差速齿轮轴上连接有一级减速齿轮，所述手轮轴齿轮、所述一级减速齿轮和所述第二传感器齿轮依次相互啮合；
28.所述差速齿轮轴还连接有差速下齿轮，所述差速下齿轮与所述一级减速齿轮相对设置且与所述差速齿轮轴同步转动，所述差速下齿轮与所述第二齿轮相啮合。
29.可选地，所述差速齿轮轴上还连接有差速上齿轮，所述差速上齿轮与所述差速下齿轮相对设置并位于所述差速下齿轮的下方；所述差速上齿轮能够沿着所述差速齿轮轴自由转动；
30.所述机体内还连接有小齿轮，所述差速上齿轮通过所述小齿轮与所述第一齿轮相啮合。
31.可选地，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮均由锡青铜制成；
32.所述一级传动齿轮、所述二级传动齿轮、所述上部传动齿轮、所述驱动齿轮，所述第一传感器齿轮中，相互啮合的齿轮的材质均不同；
33.所述手轮轴齿轮、所述一级减速齿轮，所述第二传感器齿轮、所述差速下齿轮和所述差速上齿轮中，相互啮合的齿轮的材质均不同。
34.第二方面，本发明提供了一种模拟器仿真座舱，所述模拟器仿真座舱包括如上所述的仿真航空仪表。
35.本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
36.本发明通过将第一套筒和第二套筒同心套叠后彼此转动连接而形成转芯组件，并在第一套筒上同心连接有第一齿轮，第一齿轮与第一套筒同步转动，在第二套筒上同心连接有第二齿轮，第二齿轮与第二套筒同步转动；第一套筒或第二套筒上还同心连接有第三齿轮，第三齿轮能够沿着第一套筒或第二套筒自由转动；第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一套筒和第二套筒均同心且转动时互不影响，保证了第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的同心度，实现了仿真航空仪表的多指针或多表盘功能的同时简化了转芯组件的加工制造工艺，从而提高了仿真航空仪表的显示精度。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
38.图1为根据本发明实施例的机体的剖视立体结构示意图。
39.图2为根据本发明实施例的转芯组件的爆炸示意图。
40.图3为根据本发明实施例的转芯组件与机体配装的结构示意图。
41.图4为根据本发明实施例的转芯组件中的第一齿轮转动的结构原理示意图。
42.图5为根据本发明实施例的的转芯组件中的第二齿轮转动的结构原理示意图。
43.图中的附图标记分别表示为：
44.1-机体；11-第一轴承；12-第二轴承；13-小齿轮；2-转芯组件；21-第一套筒；211-外凸台；22-第二套筒；221-凸台，23-转芯座；231-第一安装法兰； 232-第二安装法兰；3-第一齿轮；4-第二齿轮；5-第三齿轮；6-传动轴；61-一级传动齿轮；62-二级传动齿轮；63-驱动部件；631-驱动齿轮；64-第一传感器； 641-第一传感器齿轮；65-上部传动齿轮；7-手轮轴；71-手轮轴齿轮；8-差速齿轮轴；81-一级减速齿轮；82-差速下齿轮；83-差速上齿轮；9-第二传感器齿轮。
45.通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
47.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
48.除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域的普通技术人员所理解的意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
49.为了便于理解本发明，在此，示范性地描述了仿真航空仪表及模拟器仿真座舱的一般结构及其应用。
50.图1为根据本发明实施例的机体的剖视立体结构示意图，图2为根据本发明实施例的转芯组件的爆炸示意图，图3为根据本发明实施例的转芯组件与机体配装的结构示意图，图4为根据本发明实施例的转芯组件中的第一齿轮转动的结构原理示意图，图5为根据本发明实施例的的转芯组件中的第二齿轮转动的结构原理示意图。
51.如图1、图2和图3所示，根据本发明实施例所述的仿真航空仪表包括：机体1和转芯组件2，转芯组件2设置于机体1内部并与机体1转动连接；转芯组件2包括第一套筒21和第二套筒22，第二套筒22与第一套筒21同心套叠并与第一套筒21转动连接；第一套筒21连接有第一齿轮3，第一齿轮3与第一套筒21同心设置且与第一套筒21同步转动，第二套筒22连接有第二齿轮4，第二齿轮4与第二套筒22同心设置且与第二套筒22同步转动；第一套筒21或第二套筒22还连接有第三齿轮5，第三齿轮5与第一套筒21或第二套筒22同心且沿着第一套筒21或第二套筒22自由转动；第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5分别用于带动指针或表盘转动以形成多指针或多表盘结构的仪表。
52.本发明通过将第一套筒和第二套筒同心套叠后彼此转动连接而形成转芯组件，并在第一套筒上同心连接有第一齿轮，第一齿轮与第一套筒同步转动，在第二套筒上同心连接有第二齿轮，第二齿轮与第二套筒同步转动；第一套筒或第二套筒上还同心连接有第三齿轮，第三齿轮能够沿着第一套筒或第二套筒自由转动；第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一套筒和第二套筒均同心且转动时互不影响，保证了第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的同心度，实现了仿真航空仪表的多指针或多表盘功能的同时简化了转芯组件的加工制造工艺，从而提高了仿真航空仪表的显示精度。
53.如图2和图3所示，沿着第一套筒21的上端部设置有周向的外凸台211，第三齿轮5设于第一套筒21的外壁并与外凸台211卡接，卡接后的第三齿轮 5的内壁与第一套筒21的外壁抵接并沿着第一套筒21的外壁自由转动；第一齿轮3与第三齿轮5卡接后连接在第一套筒21的下端部；第二套筒22的外壁设置有凸台221，第二套筒22套叠于第一套筒21内部且凸台221与第一齿轮3抵接以限定第一齿轮3的径向位置；第一套筒21的上端部和第二套筒22 的上端部均用于连接表盘。
54.外凸台221先将第三齿轮5与第一套筒21的上端部卡接，再将第一齿轮 3与第三齿轮5卡接后与第一套筒21的下端部连接，最后将第二套筒22从第一套筒21的上端同心套进第一套筒21内部，由于第二套筒22的外壁设置有凸台221，当第二套筒22套叠于第一套筒21
内部时，凸台221的下端部与第一齿轮3的上端部抵接以限定第一齿轮3的径向位置，在保证第一齿轮3与第三齿轮5各自转动不受影响的同时彼此的连接位置不发生窜动。
55.在本发明所提供的实施例中，第二套筒22套叠于第一套筒21内部并且第二套筒22的上端部低于第一套筒21的上端部，在第二套筒22的上端部和第一套筒21的上端部均安装表盘，保证了两个表盘之间不会出现遮挡，更好的显示刻度数值。
56.也可以将第二套筒22套叠于第一套筒21外部，套叠后的第二套筒22的上端部高于或低于第一套筒21的上端部，或者与第一套筒21的上端部平齐，具体不做限定。
57.为了便于第三齿轮5与第一套筒21之间的快速安装，在沿着第一套筒21 的上端部设置有周向的外凸台211，第三齿轮5的上端部与外凸台211卡接，卡接后的第三齿轮5的内壁与第一套筒21的外壁抵接，保证了第三齿轮5与第一套筒21之间的同心度。
58.如图3所示，为了减少第三齿轮5与第一套筒21之间的摩擦力，与第三齿轮5的内壁相对应的第一套筒21的外壁设置有凹陷部，减少了第三齿轮5 的内壁与第一套筒21的外壁抵接时的接触面积，保证了第三齿轮5能够沿着第一套筒21的外壁自由转动。
59.如图2至图4所示，第三齿轮5的数量为多个，多个第三齿轮5彼此套叠卡接，套叠卡接后的各个第三齿轮5的内壁均与第一套筒21的外壁抵接并沿着第一套筒21的外壁自由转动。
60.为了实现所述的仿真航空仪表的多指针、多表盘功能，设置多个第三齿轮5可实现连接多个指针，第三齿轮5的数量可根据实际需要进行调整以满足实际需求。
61.多个第三齿轮5之间彼此套叠卡接，能够实现多个第三齿轮5之间的快速安装和拆卸，并且套叠后的多个第三齿轮5的内壁均与第一套筒21的外壁抵接，保证了多个第三齿轮5与第一套筒21之间的同心度，进而保证了所述的仿真航空仪表显示刻度数值的准确度。
62.第一齿轮3与套叠后的最后一个第三齿轮5卡接后再连接于第一套筒21 的下端，卡接后的第一齿轮3和多个第三齿轮5各自转动互不影响。
63.如图2和图3所示，转芯组件2还包括转芯座23，第二齿轮4与转芯座 23的上端部连接后与第一齿轮3卡接；第二齿轮4与第二套筒22的下端部抵接后与第二套筒22螺纹连接；转芯组件2通过转芯座23与机体1转动连接；转芯座23为空心结构。
64.为了便于转芯组件2与机体1之间进行快速的连接，设置转芯座23，第二齿轮4同心套叠在转芯座23的上端部后与第一齿轮3卡接，第二齿轮4与第一齿轮3卡接后再与套入的第二套筒22的下端部抵接后纹连接，最终使转芯组件2的整体连接结构稳固，在各自齿轮转动互不影响的同时多个齿轮之间的相对位置不会发生变化，防止各个齿轮在转动时发生松动。转芯座23为空心结构，可根据实际需求将转芯座23内部空间合理运用，无论是加装电位器、微动开关还是走线都是不会影响整体结构。
65.如图2和图3所示，转芯座23上设置有第一安装法兰231，第一安装法兰231设置于转芯座23的第一端部并沿着转芯座23的长度方向设置；转芯座23的第二端部连接有第二安装法兰232，第二安装法兰232与第一安装法兰231相对设置且同心；机体1内部设置有第一轴承11和第二轴承12，第一轴承11和第二轴承12沿着机体1的轴向同心设置；第一安装法兰231与第一轴承11转动连接，第二安装法兰232与第二轴承12转动连接。
66.在机体1的内部，沿其长度方向同心设置有第一轴承11和第二轴承12，在转芯座23上设置有与第一轴承11和第二轴承12相适配的第一安装法兰231 和第二安装法兰232，保
证转芯座23与机体1快速安装和拆卸，同时第一轴承11和第二轴承12保证了转芯座23与机体1的同心度，进而保证了转芯座 23与第二套筒22的同心度，最终实现了第一齿轮3、第二齿轮4、第三齿轮 5、第一套筒21和第二套筒22同心，在实现所述的仿真航空仪表多指针、多表盘显示的准确性。
67.如图4所示，所述的仿真航空仪表，还包括传动轴6、一级传动齿轮61、二级传动齿轮62、驱动部件63和第一传感器64；传动轴6的下端连接有一级传动齿轮61，传动轴6的上端通过上部传动齿轮65与第一齿轮3啮合；驱动部件63上连接有驱动齿轮631，第一传感器64上连接有第一传感器齿轮 641；驱动齿轮631、一级传动齿轮61、二级传动齿轮62和第一传感器齿轮 641依次相互啮合以带动第一齿轮3转动或第三齿轮5转动；第三齿轮5用于连接指针。
68.驱动部件63为电机，电机通过驱动齿轮631与传动轴6下端设置的一级传动齿轮61啮合而带动传动轴6转动，传动轴6上端设置有上部传动齿轮65 与第一齿轮3啮合，从而实现表盘指针的转动。
69.同理，当传动轴6上端设置的上部传动齿轮65与第三齿轮5啮合时，能够实现第三齿轮5驱动与其连接的指针转动。
70.驱动齿轮631、一级传动齿轮61、二级传动齿轮62和第一传感器齿轮641的齿数模数可根据传动比要求算出，选取合理的齿数模数。
71.如图5所示，所述的仿真航空仪表，还包括手轮轴7和差速齿轮轴8和第二传感器齿轮9，手轮轴7上连接有手轮轴齿轮71，差速齿轮轴8上连接有一级减速齿轮81，手轮轴齿轮71、一级减速齿轮81和第二传感器齿轮9 依次相互啮合；差速齿轮轴8还连接有差速下齿轮82，差速下齿轮82与一级减速齿轮81相对设置且与差速齿轮轴8同步转动，差速下齿轮82与第二齿轮4相啮合。
72.手轮轴7的端部设置在机体1上，人工转动手轮轴7的端部时，手轮轴齿轮71开始转动，进而带动一级减速齿轮81转动，一级减速齿轮81与差速齿轮轴8的下端连接，使得差速齿轮轴8产生转动，而差速齿轮轴8的上端还连接有差速下齿轮82，差速下齿轮82与第二齿轮4相啮合，进而带动第二齿轮4开始转动，从而实现第二齿轮4连接的表盘产生转动。
73.如图图1、图3和图5所示，差速齿轮轴8上还连接有差速上齿轮83，差速上齿轮83与差速下齿轮82相对设置并位于差速下齿轮82的下方；差速上齿轮83能够沿着差速齿轮轴8自由转动；机体1内还连接有小齿轮13，差速上齿轮83通过小齿轮13与第一齿轮3相啮合。
74.当人工转动手轮轴7的端部时，会驱动第二齿轮4连接的表盘产生转动，由于第一齿轮3与第二齿轮4为卡接结构，通过设置小齿轮13与第一齿轮3 相啮合而防止第二齿轮4转动时影响第一齿轮3的转动。
75.第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5均由锡青铜制成；一级传动齿轮 61、二级传动齿轮62、上部传动齿轮65、驱动齿轮631，第一传感器齿轮641 中，相互啮合的齿轮的材质均不同；手轮轴齿轮71、一级减速齿轮81，第二传感器齿轮9、差速下齿轮82和差速上齿轮83中，相互啮合的齿轮的材质均不同。
76.在整个所述的仿真航空仪表的结构中，相互啮合的齿轮均选择两种不同的材质，第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5选用锡青铜，再根据第一齿轮 3、第二齿轮4和第三齿轮5的材质一级一级的确定其他齿轮的材质。
77.本发明实施例提供了一种模拟器仿真座舱，该模拟器仿真座舱包括根据上述实施例的仿真航空仪表，由于根据本发明实施例的仿真航空仪表具有上述技术效果，因此根据本发明的模拟器仿真座舱也具有相应的技术效果，即本发明包括：机体1和转芯组件2，转芯组件2设置于机体 1内部并与机体1转动连接；转芯组件2包括第一套筒21和第二套筒22，第二套筒22与第一套筒21同心套叠并与第一套筒21转动连接；第一套筒21 连接有第一齿轮3，第一齿轮3与第一套筒21同心设置且与第一套筒21同步转动，第二套筒22连接有第二齿轮4，第二齿轮4与第二套筒22同心设置且与第二套筒22同步转动；第一套筒21或第二套筒22还连接有第三齿轮5，第三齿轮5与第一套筒21或第二套筒22同心且沿着第一套筒21或第二套筒 22自由转动；第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5分别用于带动指针或表盘转动以形成多指针或多表盘结构的仪表。
78.本领域技术人员在考虑说明书并且实践这里所公开的本发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
79.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。