具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位和位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者部件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指标或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是自己连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

传统帆船运动的训练在水中进行，但水上训练有一定的危险性，且对场地和天气有较苛刻要求。而对帆船运动进行驾驶模拟，使用的方法一般是对真帆船改造，结合运动视景仿真，让运动员在陆地上进行练习。由于水上与陆地环境的差异，模拟驾驶用船的舵叶上不会受随舵叶角度和水流大小而变化的力，使运动员在操作船舵时很难得到较真实的力反馈，影响运动员对自身驾驶状态和驾驶策略的判断。

此外，在使用真船的船舵模拟帆船驾驶的过程中，舵杆的角度信息不能被计算机读取以形成有效反馈，运动和视景模拟系统无法根据使用者的操作作出实时变化，降低帆船驾驶的真实性和有效性。

为解决上述技术问题，保证在进行帆船驾驶模拟时，船舵可以根据操作者的操作给予操作者较真实的实时力反馈，并保证将舵杆的角度信息实时发送给计算机系统，这里实提出一种用于帆船驾驶训练的模拟船舵装置。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～图6所示，本发明提出了一种用于帆船驾驶训练的模拟船舵装置，包括固定板10、可变阻尼装置20、操纵连杆30、驱动装置40、张紧装置50、电信号反馈装置60，固定板10设置在供模拟驾驶用的帆船船尾，固定板10表面设置有可变阻尼装置20，可变阻尼装置20包括螺旋滑槽转筒206和模拟舵轴201，螺旋滑槽转筒206用于改变模拟舵轴201转动所受阻力矩；操纵连杆30设置在模拟舵轴201 上端，用于转动模拟舵轴201并将模拟舵轴201的阻力矩传递给操作者；驱动装置40用于驱动螺旋滑槽转筒206，将电信号转化为螺旋滑槽转筒206的角度；张紧装置50用于保证同步带404与螺旋滑槽转筒 206间具有足够摩擦力；电信号反馈装置60用于将模拟舵轴201的角度信息和螺旋滑槽转筒206的极限位置信息转化为电信号。

在本发明的一个具体实施例中，所述可变阻尼装置20包括模拟舵轴201、轴承端盖202、滚动轴承 203、上固定架204、直槽内筒205、螺旋滑槽转筒206、上压板207、压力弹簧208、下压板209、摩擦板210、紧端限位拨杆211、松端限位拨杆212、下固定架213；直槽内筒205筒壁设置两条导向滑槽205-1，内壁面设置两条定位槽205-2；上压板207中央设置圆孔，沿模拟舵轴201轴向移动，两端设置圆柱状凸起，嵌入直槽内筒205的两条导向滑槽205-1中；螺旋滑槽转筒206内壁设置两条螺旋滑槽206-1，螺旋面与上压板207两端圆柱状凸起的圆柱面分别相切；压力弹簧208设置于上压板207与下压板209之间，随上压板207轴向移动改变压缩状态；下压板209设置翼状凸起，用于嵌入直槽内筒205内壁面的定位槽205-2中，下压板209工作面与摩擦板210工作面接触，中央设置圆孔用于模拟舵轴201穿过；模拟舵轴201设置六边形横截面轴段201-1，与摩擦板210上设置的六边形孔配合，并设置有用于限制自身轴向移动的轴肩；上固定架204与下固定架213上设置有用于将可变阻尼装置20固定在固定板10 上的通孔。

在本发明的一个具体实施例中，螺旋滑槽转筒206外壁设置等间距齿槽。

在本发明的一个具体实施例中，旋转螺旋滑槽转筒206，上压板207两侧圆柱状凸起在螺旋滑槽转筒206内壁的螺旋滑槽206-1和直槽内筒205的导向滑槽205-1内滑动，上压板207相对直槽内筒205 的轴向位置发生改变。

在本发明的一个具体实施例中，摩擦板210与下压板209、直槽内筒205接触面涂抹阻尼润滑脂。

在本发明的一个具体实施例中，驱动装置40包括步进电机401、电机固定架402、同步轮403、同步带404；步进电机401电机轴上安装有同步轮403，同步带404分别与同步轮403和螺旋滑槽转筒206 外壁的齿槽啮合；电机固定架402用于固定步进电机401。

在本发明的一个具体实施例中，张紧装置50包括固定弹簧座501、张紧滑板502、张紧弹簧503、调节螺栓504、调节螺母505；张紧滑板502上设置有与电机固定架402对应的通孔；固定板10上设置四个长孔，用于实现电机固定架402和张紧滑板502水平移动；固定板10、张紧滑板502、电机固定架 402之间在同步带404安装完成后使用螺栓螺母连接；调节螺栓504分别穿过张紧滑板502、张紧弹簧 503、固定弹簧座501，调节螺母505设置于调节螺栓504一端，用于调节张紧滑板502与固定弹簧座501 的间距。

在本发明的一个具体实施例中，模拟舵轴201一端设置切槽201-2，用于周向固定操纵连杆30。

在本发明的一个具体实施例中，操纵连杆30包括操纵杆301、舵柄302、轴端螺母303，操纵杆301 上设置短绳用以与所述舵柄302连接，轴端螺母303用于在模拟舵轴201上对舵柄302轴向固定。

在本发明的一个具体实施例中，电信号反馈装置60包括行程开关601、开关固定架602、编码器603、编码器固定架604、联轴器605；联轴器605用于连接模拟舵轴201与编码器603的轴；编码器固定架 604用于将编码器603安装在固定板10上，编码器603用于将模拟舵轴201的角度信息转化为电信号；紧端限位拨杆211、松端限位拨杆212安装在螺旋滑槽转筒206外壁，用于触发行程开关601，行程开关 601通过开关固定架602安装在固定板10上，用于发送螺旋滑槽转筒206极限位置电信号。

在本发明的一个具体实施例中，本发明一种用于帆船驾驶训练的模拟船舵装置安装在帆船船尾，在帆船模拟驾驶过程中，步进电机401首先顺时针驱动螺旋滑槽转筒206，当松端限位拨杆212触发行程开关601时，行程开关601向计算机发送电信号，设置初始位置；操作者手持操纵杆301改变模拟舵轴 201角度以模拟帆船运动中的调舵动作，编码器603读取模拟舵轴201的角度信息，并向计算机发送电信号；步进电机401根据计算机指令，实时随模拟舵轴201角度调整螺旋槽转筒206，改变压力弹簧208 的压缩状态，进而改变下压板209与摩擦板210之间的摩擦力矩；阻力矩通过模拟舵轴201经操纵连杆 30反馈给操作者。

此外，计算机根据采集的电信号，可在帆船驾驶的运动和视景模拟系统中改变船只姿态，增加驾驶模拟的真实性和浸入感。

此外，装置整体结构简单，拆装方便，尤其适合对真船直接改造，经济性强。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。