一种航海模拟器的制作方法

    技术2022-07-12  62


    本实用新型涉及航海模拟试验技术领域,具体涉及一种航海模拟器。



    背景技术:

    船舶交通,是指定区域内单个船舶运动的组合或所有船舶运动的集合。随着世界进出口贸易量的扩大及现代造船业的迅速发展,船舶数量大大增加,船舶性能日益呈现高速化、大型化,海上船舶交通日趋繁忙。这些变化导致船舶交通密度增加,航线增多,航道拓宽,同时对船员的需求也越来越多,航海模拟训练是船员培养和教学中的重要方法,航海模拟训练一般在航海模拟器中进行。

    航海模拟器是一种典型的人在回路中的仿真系统,完全符合国际海事组织在stcw公约中提出中可用于航海模拟、船员发证的培训模拟器,现有的航海模拟器是将用户安排在航海模拟器内,通过投影设备将场景镜像投影在投影舱室内的大屏幕上,从而让用户真实体验大海的航行场景,但是现有的航海模拟器多为固定式的结构,无法让用户真实体验大海的波浪摇晃船体的场景,用户的真实体验效果有限,体验感不好。



    技术实现要素:

    为了解决现有技术中存在的问题,本实用新型提供了一种航海模拟器,具有能够模拟船舶在大海中受到风浪冲击的运动,模拟效果真实的特点。

    本实用新型解决上述问题的技术方案为:一种航海模拟器,包括舱室,位于舱室下方的模拟机构;

    舱室包括底座,安装在底座上的基座,安装在基座上的主体,主体为半球形结构;

    模拟机构包括位于底座左右两侧且用于舱室上下晃动的第一模拟装置,用于舱室在水平面内晃动的第二模拟装置。

    进一步的,第一模拟装置包括支撑板、模拟组件、滑柱;

    支撑板上安装有一对l形支架,l形支架位于支撑板左右两侧;l形支架上端安装有滑柱,底座移动地安装在滑柱上;

    模拟组件位于l形支架与支撑板之间;

    模拟组件包括支撑架、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮;

    支撑架四周设有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴,第一轴、第二轴、第三轴、第四轴呈顺时针或逆时针方向分布且均与支撑架转动连接;

    第一支撑柱下端位于支撑架内且安装在支撑架上,第一支撑柱上端穿过l形支架后与底座转动连接,第一支撑柱与l形支架转动连接;第一支撑柱上套设有第一弹簧,第一弹簧上端与下端分别安装在l形支架与支撑架上;

    第二支撑柱上端位于支撑架内且安装在支撑架上,第二支撑柱下端穿过支撑板,第二支撑柱与支撑板转动连接;第二支撑柱上套设有第二弹簧,第二弹簧上端与下端分别安装在支撑架与支撑板上;

    传动电机位于支撑架内,传动电机位于模拟组件的重心位置处,传动电机通过第一支撑柱、第二支撑柱安装在支撑架内;传动电机轴与第一轴连接;

    第一齿轮位于支撑架内且安装在第一轴上,第一偏心轮位于支撑架外且安装在第一轴上;

    第二齿轮位于支撑架内且安装在第二轴上,第二偏心轮位于支撑架外且安装在第二轴上;

    第三齿轮位于支撑架内且安装在第三轴上,第三偏心轮位于支撑架外且安装在第三轴上;

    第四齿轮位于支撑架内且安装在第四轴上,第四偏心轮位于支撑架外且安装在第四轴上。

    进一步的,第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮完全相同且均为锥齿轮,第一齿轮同时与第二齿轮、第四齿轮啮合,第二齿轮同时与第三齿轮、第一齿轮啮合,第三齿轮同时与第四齿轮、第二齿轮啮合。

    进一步的,第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮、第四偏心轮完全相同且所对圆心角为180°;第一偏心轮顺时针转动90°后与第二偏心轮重合,第二偏心轮顺时针转动90°后与第三偏心轮重合,第三偏心轮顺时针转动90°后与第四偏心轮重合。

    进一步的,第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮、第四偏心轮完全相同且所对圆心角为180°;第一偏心轮逆时针转动90°后与第二偏心轮重合,第二偏心轮逆时针转动90°后与第三偏心轮重合,第三偏心轮逆时针转动90°后与第四偏心轮重合。

    进一步的,第二模拟装置包括底架、滑杆、机架;

    多个滑杆沿y方向分布,滑杆两端安装在机架上;底架移动地安装在滑杆上;

    驱动电机安装在机架上,驱动电机轴与曲柄连接,连杆两端分别与曲柄、底架铰接;

    底板安装在主支撑座下端面,连杆b一端与底板铰接,另一端与支架铰接,支架安装在机架上且位于底板上方、穿过底架;连杆b远离支架的一端安装有立柱,立柱上端安装有“十”字结构的插板,支撑板安装在插板上。

    本实用新型具有有益效果:

    (1)本实用新型解决了现有航海模拟器无法让用户真实体验大海的波浪摇晃船体的问题;利用第一模拟装置、第二模拟装置从多个方向震动舱室,模拟波浪的复杂运动,模拟效果逼真,用户的真实体验效果好;

    (2)第一模拟装置通过第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮之间相互啮合,第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮、第四偏心轮转动,由于偏心轮之间的夹角分布,使模拟组件在上下方向做往复运动,在运动过程中弹簧发生形变,产生弹力,使模拟组件在上下方向发生震动,舱室随模拟组件上下震动,从而实现波浪上下冲击舱室使舱室震动的模拟效果。

    (3)第二模拟装置通过曲柄、连杆a、底架之间形成曲柄滑块机构,底板随底架在滑杆上沿x方向做往复运动,底板带动连杆b转动,使插板在水平面上做往复摆动;第一模拟装置在水平面上摆动,舱室随模拟组件在水平面上摆动,从而实现波浪左右冲击舱室使舱室晃动的模拟效果。

    附图说明

    图1为本实用新型俯视图;

    图2为图1沿a-a方向剖视图;

    图3为图2中a部分放大图;

    图4为本实用新型模拟组件俯视方向剖视图;

    图5为本实用新型支撑架结构示意图;

    图6为本实用新型舱室剖视图;

    图7为本实用新型第二模拟装置主视方向剖视图;

    图8为本实用新型第二模拟组件俯视图;

    图9为本实用新型第二模拟组件未安装插板时的俯视图。

    图中:1-舱室,2-模拟机构,3-底座,4-基座,5-主体,6-设备平台,7-密封门,8-投影机,9-放映机,10-弧形投影幕,11-第一模拟装置,12-第二模拟装置,13-支撑板,14-l形支架,15-滑柱,17-模拟组件,18-支撑架,19-第一轴,20-第二轴,21-第三轴,22-第四轴,23-第一支撑柱,24-第二支撑柱,25-第一弹簧,26-传动电机,27-第一齿轮,28-第二齿轮,29-第三齿轮,30-第四齿轮,31-第一偏心轮,32-第二偏心轮,33-第三偏心轮,34-第四偏心轮,35-滑杆,36-底架,37-机架,38-驱动电机,39-曲柄,40-连杆a,41-底板,42-连杆b,43-支架,44-插板,45-立柱,46-第二弹簧。

    具体实施方式

    下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

    一种航海模拟器,包括舱室1,位于舱室1下方的模拟机构2;

    舱室1包括底座3,安装在底座3上的基座4,安装在基座4上的主体5,主体5为半球形结构;主体5内部设置有设备平台6、密封门7、通风系统,设置平台上安装有投影机8,投影机8连接放映机9,主体5内壁上安装有弧形投影幕10;

    模拟机构2包括位于底座3左右两侧且用于舱室1上下晃动的第一模拟装置11,用于舱室1在水平面内晃动的第二模拟装置12;

    第一模拟装置11包括支撑板13、模拟组件17、滑柱15;

    支撑板13上安装有一对l形支架14,l形支架14位于支撑板13左右两侧;l形支架14上端安装有滑柱15,底座3通过直线轴承安装在滑柱15上;

    模拟组件17位于l形支架14与支撑板13之间;

    模拟组件17包括支撑架18、第一齿轮27、第二齿轮28、第三齿轮29、第四齿轮30;

    支撑架18四周设有第一轴19、第二轴20、第三轴21、第四轴22,第一轴19、第二轴20、第三轴21、第四轴22呈顺时针方向分布且均通过滚动轴承与支撑架18转动连接;

    第一支撑柱23下端位于支撑架18内且安装在支撑架18上,第一支撑柱23上端穿过l形支架14后与底座3通过滚动轴承转动连接,第一支撑柱23与l形支架14通过滚动轴承转动连接;第一支撑柱23上套设有第一弹簧25,第一弹簧25上端与下端分别安装在l形支架14与支撑架18上;

    第二支撑柱24上端位于支撑架18内且安装在支撑架18上,第二支撑柱24下端穿过支撑板13,第二支撑柱24与支撑板13通过滚动轴承转动连接;第二支撑柱24上套设有第二弹簧46,第二弹簧46上端与下端分别安装在支撑架18与支撑板13上;

    传动电机26位于支撑架18内,传动电机26位于模拟组件17的重心位置处,传动电机26通过第一支撑柱23、第二支撑柱24安装在支撑架18内;传动电机26轴与第一轴19连接;

    第一齿轮27位于支撑架18内且安装在第一轴19上,第一偏心轮31位于支撑架18外且安装在第一轴19上;

    第二齿轮28位于支撑架18内且安装在第二轴20上,第二偏心轮32位于支撑架18外且安装在第二轴20上;

    第三齿轮29位于支撑架18内且安装在第三轴21上,第三偏心轮33位于支撑架18外且安装在第三轴21上;

    第四齿轮30位于支撑架18内且安装在第四轴22上,第四偏心轮34位于支撑架18外且安装在第四轴22上;

    第一齿轮27、第二齿轮28、第三齿轮29、第四齿轮30完全相同且均为锥齿轮,第一齿轮27同时与第二齿轮28、第四齿轮30啮合,第二齿轮28同时与第三齿轮29、第一齿轮27啮合,第三齿轮29同时与第四齿轮30、第二齿轮28啮合;

    第一偏心轮31、第二偏心轮32、第三偏心轮33、第四偏心轮34完全相同且所对圆心角为180°;第一偏心轮31顺时针转动90°后与第二偏心轮32重合,第二偏心轮32顺时针转动90°后与第三偏心轮33重合,第三偏心轮33顺时针转动90°后与第四偏心轮34重合。

    通过传动电机26带动第一轴19转动,第一齿轮27、第二齿轮28、第三齿轮29、第四齿轮30之间相互啮合,第一轴19、第二轴20、第三轴21、第四轴22转动,第一偏心轮31、第二偏心轮32、第三偏心轮33、第四偏心轮34转动,由于偏心轮之间的夹角分布,使模拟组件17在上下方向做往复运动,在运动过程中第一弹簧25、第二弹簧46发生形变,产生弹力,从而使模拟组件17在上下方向发生震动,舱室1随模拟组件17在滑柱15上上下震动,从而实现波浪上下冲击舱室1使舱室1震动的模拟效果。

    第二模拟装置12包括底架36、滑杆35、机架37、底板41、驱动电机38;

    多个滑杆35沿y方向分布,滑杆35两端安装在机架37上;底架36移动地安装在滑杆35上;

    驱动电机38安装在机架37上,驱动电机38轴与曲柄39连接,连杆a40两端分别与曲柄39、底架36铰接;

    底板41安装在主支撑座下端面,连杆b42一端与底板41铰接,另一端与支架43铰接,支架43安装在机架37上且位于底板41上方、穿过底架36;连杆b42远离支架43的一端安装有立柱45,立柱45上端安装有“十”字结构的插板44,支撑板13安装在插板44上。

    通过驱动电机38带动曲柄39转动,曲柄39、连杆a40、底架36之间形成曲柄39滑块机构,底架36在滑杆35上沿x方向做往复运动,底板41随底架36运动,底板41带动连杆b42转动,使插板44在水平面上做往复摆动;从而第一模拟装置11在水平面上摆动,舱室1随模拟组件17在水平面上摆动,从而实现波浪左右冲击舱室1使舱室1晃动的模拟效果;利用第一模拟装置11、第二模拟装置12从多个方向震动舱室1,模拟波浪的复杂运动,模拟效果逼真,用户的真实体验效果好,解决了现有航海模拟器无法让用户真实体验大海的波浪摇晃船体的问题。

    舱室1与机架37之间安装有楼梯,供用户从楼梯通过密封门7进入主体5内;设备平台6上安装有驱动电机38、传动电机26的控制开关。

    工作过程:用户进入主体5内,通过放映机9、投影机8将大海画面投放在弧形投影幕10上;启动驱动电机38、传动电机26,舱室1开始在水平面内晃动,同时上下震动,模拟舱室1在大海上航行,波浪拍打舱室1的效果。

    不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本实用新型不限于特定的实施方式,本实用新型的范围由所附权利要求限定。


    技术特征:

    1.一种航海模拟器,其特征在于,包括舱室,位于舱室下方的模拟机构;

    舱室包括底座,安装在底座上的基座,安装在基座上的主体,主体为半球形结构;

    模拟机构包括位于底座左右两侧且用于舱室上下晃动的第一模拟装置,用于舱室在水平面内晃动的第二模拟装置。

    2.如权利要求1所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第一模拟装置包括支撑板、模拟组件、滑柱;

    支撑板上安装有一对l形支架,l形支架位于支撑板左右两侧;l形支架上端安装有滑柱,底座移动地安装在滑柱上;

    模拟组件位于l形支架与支撑板之间;

    模拟组件包括支撑架、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮;

    支撑架四周设有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴,第一轴、第二轴、第三轴、第四轴呈顺时针或逆时针方向分布且均与支撑架转动连接;

    第一支撑柱下端位于支撑架内且安装在支撑架上,第一支撑柱上端穿过l形支架后与底座转动连接,第一支撑柱与l形支架转动连接;第一支撑柱上套设有第一弹簧,第一弹簧上端与下端分别安装在l形支架与支撑架上;

    第二支撑柱上端位于支撑架内且安装在支撑架上,第二支撑柱下端穿过支撑板,第二支撑柱与支撑板转动连接;第二支撑柱上套设有第二弹簧,第二弹簧上端与下端分别安装在支撑架与支撑板上;

    传动电机位于支撑架内,传动电机位于模拟组件的重心位置处,传动电机通过第一支撑柱、第二支撑柱安装在支撑架内;传动电机轴与第一轴连接;

    第一齿轮位于支撑架内且安装在第一轴上,第一偏心轮位于支撑架外且安装在第一轴上;

    第二齿轮位于支撑架内且安装在第二轴上,第二偏心轮位于支撑架外且安装在第二轴上;

    第三齿轮位于支撑架内且安装在第三轴上,第三偏心轮位于支撑架外且安装在第三轴上;

    第四齿轮位于支撑架内且安装在第四轴上,第四偏心轮位于支撑架外且安装在第四轴上。

    3.如权利要求2所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮完全相同且均为锥齿轮,第一齿轮同时与第二齿轮、第四齿轮啮合,第二齿轮同时与第三齿轮、第一齿轮啮合,第三齿轮同时与第四齿轮、第二齿轮啮合。

    4.如权利要求2或3所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮、第四偏心轮完全相同且所对圆心角为180°;第一偏心轮顺时针转动90°后与第二偏心轮重合,第二偏心轮顺时针转动90°后与第三偏心轮重合,第三偏心轮顺时针转动90°后与第四偏心轮重合。

    5.如权利要求2或3所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮、第四偏心轮完全相同且所对圆心角为180°;第一偏心轮逆时针转动90°后与第二偏心轮重合,第二偏心轮逆时针转动90°后与第三偏心轮重合,第三偏心轮逆时针转动90°后与第四偏心轮重合。

    6.如权利要求1或2或3所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第二模拟装置包括底架、滑杆、机架;

    多个滑杆沿y方向分布,滑杆两端安装在机架上;底架移动地安装在滑杆上;

    驱动电机安装在机架上,驱动电机轴与曲柄连接,连杆两端分别与曲柄、底架铰接;

    底板安装在主支撑座下端面,连杆b一端与底板铰接,另一端与支架铰接,支架安装在机架上且位于底板上方、穿过底架;连杆b远离支架的一端安装有立柱,立柱上端安装有“十”字结构的插板,支撑板安装在插板上。

    7.如权利要求4所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第二模拟装置包括底架、滑杆、机架;

    多个滑杆沿y方向分布,滑杆两端安装在机架上;底架移动地安装在滑杆上;

    驱动电机安装在机架上,驱动电机轴与曲柄连接,连杆两端分别与曲柄、底架铰接;

    底板安装在主支撑座下端面,连杆b一端与底板铰接,另一端与支架铰接,支架安装在机架上且位于底板上方、穿过底架;连杆b远离支架的一端安装有立柱,立柱上端安装有“十”字结构的插板,支撑板安装在插板上。

    8.如权利要求5所述的一种航海模拟器,其特征在于,所述第二模拟装置包括底架、滑杆、机架;

    多个滑杆沿y方向分布,滑杆两端安装在机架上;底架移动地安装在滑杆上;

    驱动电机安装在机架上,驱动电机轴与曲柄连接,连杆两端分别与曲柄、底架铰接;

    底板安装在主支撑座下端面,连杆b一端与底板铰接,另一端与支架铰接,支架安装在机架上且位于底板上方、穿过底架;连杆b远离支架的一端安装有立柱,立柱上端安装有“十”字结构的插板,支撑板安装在插板上。

    技术总结
    本实用新型提供了一种航海模拟器,包括本实用新型解决了现有航海模拟器无法让用户真实体验大海的波浪摇晃船体的问题,从多个方向震动舱室,模拟波浪的复杂运动,用户体验效果好;第一模拟装置通过带动第一偏心轮等转动,由于偏心轮之间的夹角分布,模拟组件在上下方向做往复运动,弹簧发生形变,产生弹力,舱室随模拟组件上下震动,从而实现波浪上下冲击舱室使舱室震动的效果;第二模拟装置通过曲柄、连杆A、底架之间形成曲柄滑块机构,底板随底架在滑杆上沿X方向做往复运动,底板带动连杆B转动,使插板在水平面上做往复摆动;第一模拟装置在水平面上摆动,舱室随模拟组件在水平面上摆动,从而实现波浪左右冲击舱室使舱室晃动的效果。

    技术研发人员:辛立民;戴卫伟;卢华平;何秋燕;蔡君
    受保护的技术使用者:中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区
    技术研发日:2019.06.17
    技术公布日:2020.04.03

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