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专利号: 2021115962466
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 运动;游戏;娱乐活动
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于帆船运动员模拟帆船训练的船帆装置,其特征在于,包括桅杆、桅杆套筒、角度反馈装置、驱动装置、差速器、手动加载装置,桅杆为普通帆船桅杆,上方与船帆相连,桅杆嵌套在桅杆套筒内;桅杆套筒外表面设有等间距齿槽并与差速器相连接,差速器用于使其内部的上下齿轮轴保持独立转动或静止;角度反馈装置有装有同步轮的编码器和同步带,同步带连接编码器外部的同步轮与桅杆套筒外表面的齿槽,以向系统反馈桅杆的当前角度信息;驱动装置为整套设备提供动力,其输出转矩通过差速器分别传到桅杆和手动加载装置;手动加载装置为该系统提供不同的预加阻力矩,手动加载装置包括加载轴、手动转筒、升降转筒、加载弹簧、固定螺纹筒、限位块、压力板、摩擦板,所述加载弹簧在所述压力板与所述升降转筒之间,随所述升降转筒轴向移动改变压缩状态,所述手动转筒带动所述升降转筒轴向移动,改变所述加载弹簧的压缩状态,使所述压力板与所述摩擦板紧密贴合,所述摩擦板提供阻尼矩;

在帆船模拟驾驶过程中,虚拟场景风力大小以电信号形式驱动所述驱动装置;所述驱动装置通过所述差速器来驱动所述桅杆转动;所述差速器中间的行星齿轮将来自所述驱动装置的转矩分配给上侧齿轮轴和下侧齿轮轴,两齿轮轴所承受的转矩受各自外部负载;转动所述手动加载装置中的手动转筒,使得升降转筒螺旋升降,改变加载弹簧的压缩状态,从而为加载轴提供不同的预加阻力矩;

差速器由上侧齿轮轴、行星齿轮、从动齿轮、下侧齿轮轴、差速器外壳、上滚动轴承、主动齿轮、下滚动轴承、轴承基座、联轴器组成;主动齿轮与从动齿轮啮合,主动齿轮轴端通过联轴器与驱动装置相连,传递驱动装置提供的转矩;行星齿轮将驱动装置提供的转矩分配给上侧齿轮轴和下侧齿轮轴;上侧齿轮轴与桅杆套筒相连;差速器外壳通过上滚动轴承与从动齿轮连接,降低从动齿轮转动过程中的阻力,提高转动效率;下滚动轴承固定在轴承基座上,用来支撑从动齿轮,降低其运动过程中的摩擦力,并保证从动齿轮的回转精度;下侧齿轮轴通过联轴器与手动加载器的加载轴相连;

角度反馈装置包括编码器、编码器固定架、同步轮、同步带;编码器输出轴上设有同步轮;同步轮通过同步带与桅杆套筒外的齿槽啮合;编码器用于将桅杆转动的角度信息转化为电信号发送给计算机;编码器固定架用于固定编码器,桅杆套筒外侧设置等间距齿槽;桅杆套筒一端内部设有切槽,用于固定桅杆。

2.根据权利要求1所述的用于帆船运动员模拟帆船训练的船帆装置,其特征在于,手动转筒外设凹槽,方便手动转动;手动转筒与升降转筒都设有螺纹孔,通过螺栓固定;升降转筒外侧与固定螺纹筒内侧都设有螺纹,通过螺纹副配合;加载轴下侧设有圆形底座,加载轴底座与摩擦板设有螺纹孔,通过螺栓固定;加载弹簧在压力板与升降转筒之间,随升降转筒轴向移动改变压缩状态;压力板两侧设有矩形凹槽,通过限位块固定在加载弹簧底部,压力板与摩擦板紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的用于帆船运动员模拟帆船训练的船帆装置,其特征在于,驱动装置包括伺服电机、联轴器、伺服电机固定架,联轴器用于连接差速器主动齿轮轴与伺服电机的输出轴;伺服电机固定架用于固定伺服电机。