[0001] 本发明涉及模拟飞行领域，尤其涉及一种投影组件和飞行模拟器。

[0002] 飞机模拟器是用于模拟真实飞行体验的装置，允许飞行员在地面上进行培训和技能练习。飞机模拟器视景系统可创建出飞行过程中看到的景象，包括天气、地形和机场环境。这使飞行员能够在各种视觉情况下练习飞行，提高他们对实际情境的适应性和反应能力。投影系统作为视景系统的核心，用于展示模拟的飞行视图，其质量直接影响到训练效果的质量和真实性。投影系统通常由多台投影设备及夜航遮挡机构组成。多个投影设备通常需要一起协同工作，以在一个大屏幕或环绕屏幕上创建一个无缝的全景图像。为此，每台投影设备投射的图像必须精确对齐，保证图像的连续性和整体效果。

[0003] 现有投影设备及夜航遮挡机构通常需要复杂的支架来进行多角度的安装，同时固定式支架在安装完成后，无法移动调节投影设备的位置，以匹配屏幕的特定区域或与其他投影设备图像的无缝对接。此外，传统飞机模拟器在实现大下视场角度(直升机模拟器的下视场角通常＞40°)的图像显示时，常常需要将投影设备垂直或倾斜地立起来安装，这样的安装方式不仅增加了安装难度，还可能影响设备稳定性和图像质量。

[0049] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

[0050] 在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0051] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

[0052] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0053] 本发明提供一种投影组件，如图1和图2所示，该投影组件应用于飞行模拟器，包括：投影设备2、底座机构1、反射镜机构4和控制系统。底座机构1包括纵向移动机构103、俯仰调节机构102和横向移动机构101，投影设备2设置在纵向移动机构103上，以用于沿纵向调整投影设备2的位置；纵向移动机构103设置在俯仰调节机构102上，以调整投影设备2和纵向移动机构103的俯仰角；俯仰调节机构102设置在横向移动机构101上，以用于沿横向调整投影设备2、纵向移动机构103和俯仰调节机构102的位置。反射镜机构4可转动地遮挡在投影设备2的投影端，反射镜机构4可有效反射投影设备射出的图像，以便在飞机模拟器中实现某一特定的下视场角或大视场角。控制系统与投影设备2、纵向移动机构103、俯仰调节机构102、横向移动机构101以及反射镜机构4电连接，通过精确的控制算法，用于调整投影设备2的投影区域，实现投影区域的精确调整。这不仅能确保投影区域与屏幕的特定区域完美匹配，还能实现与其他投影设备2的图像无缝对接，从而创造出一种连贯且逼真的视觉体验。

[0054] 本发明实施例提供的投影组件，底座机构1可调节投影设备2的位置和角度，以匹配屏幕的特定区域或与其他投影设备2的图像的无缝对接，同时其反射镜机构4可有效反射投影设备2射出的图像，以便在飞机模拟器中实现某一特定的下视场角或大视场角度。

[0055] 在一些实施例中，投影组件还包括：夜航遮挡机构3，夜航遮挡机构3在遮挡投影设备2的投影端的第一位置以及避开投影设备2的投影端的第二位置之间移动。这种灵活的功能使得投影组件能够更好地适应不同模拟场景，特别是在模拟夜间飞行时，夜航遮挡机构3能够根据需要遮挡投影设备2的投影端，以模拟真实飞行中夜晚的天空或其他场景。

[0056] 本实施例中的夜航遮挡机构3被集成到投影组件中，这一集成式设计带来了多重优势。首先，集成式的投影组件使得安装过程更加快捷和高效，因为所有必要的部件都已预先组合在一起，无需单独安装。其次，集成设计简化了系统的整体结构，使得调整和校准工作更为方便。此外，由于减少了部件的数量和连接点，集成式设计还降低了可能的故障点，提高了系统的稳定性和可靠性。

[0057] 夜航遮挡机构3的集成不仅优化了投影组件的功能性，还提升了用户体验。用户无需手动操作遮挡设备，而是可以通过控制系统轻松地控制夜航遮挡机构3的移动。这种自动化的控制方式不仅提高了操作效率，还减少了人为错误的可能性。

[0058] 本实施例中，如图3所示，横向移动机构101包括：底板1011、第一电机1012、丝杠1013、螺母块1014、第一滑轨1015和第一导向滑块1016；底板1011上设有第一滑轨1015，第一导向滑块1016呈“几”型设置在俯仰调节机构102的底部，俯仰调节机构102通过第一导向滑块1016可滑动地设置在第一滑轨1015上，第一电机1012与丝杠1013传动连接，螺母块
1014设置在俯仰调节机构102上，螺母块1014与丝杠1013螺纹配合，控制系统与第一电机
1012电连接。

[0059] 为了实现横向移动的自动化控制，第一电机1012与丝杠1013传动连接。当控制系统发出指令时，第一电机1012开始工作，驱动丝杠1013旋转。丝杠1013上的螺纹与螺母块1014内部的螺纹发生相对运动，由于螺母块1014与俯仰调节机构102固定连接，因此俯仰调节机构102会随着螺母块1014的直线运动而在第一滑轨1015上进行横向移动。

[0060] 为了保证俯仰调节机构102在移动过程中的稳定性和安全性，第一滑轨1015的两端装有端盖，这些端盖能够有效防止第一导向滑块1016在移动过程中冲出第一滑轨1015。同时，第一导向滑块1016与俯仰调节机构102的固定连接也进一步增强了整个机构的稳定性。

[0061] 通过这种设计，横向移动机构101能够实现俯仰调节机构102的精确横向移动，从而满足投影设备2在横向位置调整上的需求。整个机构结构紧凑、稳定性好、操作简便，是投影组件中不可或缺的一部分。

[0062] 本实施例中，横向移动机构101还包括：第一微动开关1017；第一微动开关1017设置在第一滑轨1015的两端，第一微动开关1017与控制系统电连接，以在第一微动开关1017与俯仰调节机构102接触时，控制第一电机1012断电。控制系统在接收到第一微动开关1017的信号后，会立即控制第一电机1012断电。这一功能确保了俯仰调节机构102不会超出其允许的横向移动范围，从而避免了可能的机械损坏或安全风险。第一微动开关1017的引入不仅增强了横向移动机构101的安全性，还提高了其控制精准度。通过实时监测俯仰调节机构102的位置，并在达到极限位置时自动断电，控制系统能够确保投影设备2在横向移动时始终保持在一个精确且安全的范围内。

[0063] 当控制系统控制第一电机1012通电转动，带动丝杠1013与螺母块1014发生相对运动，螺母块1014带动俯仰调节机构102沿着第一滑轨1015横向移动，当第一导向滑块1016滑动到第一滑轨1015末端时，会触碰第一微动开关1017，第一微动开关1017给控制系统信号，控制系统控制第一电机1012断电，避免冲出第一滑轨1015。同时，当投影组件横向移动到合适位置，控制系统控制第一电机1012断电，第一电机1012断电情况下，可以保持输出轴位置固定，即可固定投影组件的横向位置。

[0064] 在一些实施例中，如图4和图5所示，俯仰调节机构102包括：俯仰底座1021、第二电机1023、第一驱动齿轮1024、支撑板1025、第一销轴1026和第二销轴1027；支撑板1025设置在俯仰底座1021上，第二电机1023与第一驱动齿轮1024传动连接，支撑板1025上设有弧形齿条10253和弧形槽10252，弧形齿条10253与第一驱动齿轮1024啮合，第一销轴1026穿设在俯仰底座1021和支撑板1025中，第二销轴1027穿设在支撑板1025与弧形槽10252中，控制系统与第二电机1023电连接。

[0065] 具体而言，支撑板1025开有通孔10251，弧形槽10252以通孔10251为圆心，支撑板1025还开有槽口，槽口侧边加工为弧形齿条10253，弧形齿条10253与第一驱动齿轮1024相互配合，同时弧形齿条10253以通孔10251为圆心。支撑板1025与俯仰底座1021通过第一销轴1026转动连接(第一销轴1026与支撑板1025为间隙配合，可以保证支撑板1025绕第一销轴1026旋转，又可固定支撑板1025)。第二电机1023与俯仰底座1021的内侧固定连接，第二电机1023的电机轴与第一驱动齿轮1024固定连接。

[0066] 俯仰调节机构102工作原理：控制系统控制第二电机1023转动，第二电机1023带动第一驱动齿轮1024转动，第一驱动齿轮1024与支撑板1025的弧形齿条10253外啮合。因此，带动支撑板1025绕通孔10251上下转动，进而实现投影组件俯仰角度的调整。与此同时，第二销轴1027在弧形槽10252的限位下移动，能够提升在调整俯仰时的稳定性。

[0067] 本实施例中，如图4和图5所示，俯仰调节机构还包括：第二微动开关1022。第二微动开关1022设置在俯仰底座1021上，第二微动开关1022与控制系统电连接，以在第二微动开关1022与支撑板1025的上边缘10254和下边缘10255接触时，控制第二电机1023断电。

[0068] 当支撑板1025转动到极限位置时，支撑板1025的上边缘10254与下边缘10255会触碰第二微动开关1022，第二微动开关1022给控制系统信号，控制系统控制第二电机1023断电，避免俯仰调节机构102转动超出行程。同时，当投影组件俯仰角度调整到合适位置，第二电机1023断电，第二电机1023断电情况下，可以保持输出轴位置固定，即可固定投影组件的俯仰角度位置。

[0069] 在一些实施例中，如图6所示，纵向移动机构103包括：第二滑轨1032、齿条1031、投影设备安装板1034、第三电机1035和第二驱动齿轮1036；第二滑轨1032设置在俯仰调节机构102上，投影设备安装板1034上用于安装投影设备2，投影设备安装板1034可滑动地设置在第二滑轨1032上，齿条1031设置在第二滑轨1032的侧面；第三电机1035与第二驱动齿轮1036传动连接，第二驱动齿轮1036与齿条1031啮合，控制系统与第三电机1035电连接。

[0070] 具体而言，投影设备安装板1034的底部设有第二导向滑块1033，第二导向滑块1033呈“几”型设置，第二导向滑块1033与第二滑轨1032适配，第二滑轨1032与支撑板1025的侧面固定连接，投影设备安装板1034通过第二导向滑块1033可滑动的设置在第二滑轨
1032上，第二滑轨1032两端装有端盖，端盖可防止第二导向滑块1033冲出第二滑轨1032，第二导向滑块1033与投影设备安装板1034固定连接。齿条1031与第二滑轨1032侧面固定连接，第三电机1035与投影设备安装板1034固定连接，第三电机1035在断电后可以保持输出轴位置固定，第二驱动齿轮1036与第三电机1035的转轴固定连接，第二驱动齿轮1036与齿条1031相互啮合。

[0071] 因此，当控制系统控制第三电机1035通电转动，第二驱动齿轮1036可沿齿条1031前后移动，第三电机1035与投影设备安装板1034固定连接，即投影设备安装板1034沿着第二滑轨1032纵向移动。由于投影设备2设在投影设备安装板1034上，使得投影设备2能够沿纵向移动。

[0072] 本实施例中，如图6所示，纵向移动机构103还包括：第三微动开关1037；第三微动开关1037设置在齿条1031的两端，与控制系统电连接，以在第三微动开关1037与第二驱动齿轮1036接触时，控制第三电机1035断电。当第二导向滑块1033滑动到第二滑轨1032末端时，会触碰第三微动开关1037，第三微动开关1037给控制系统信号，控制系统控制第三电机1035断电，避免投影设备安装板1034冲出第二滑轨1032。同时，当投影设备2纵向移动到合适位置，第三电机1035断电，自锁电机断电情况下，可以保持输出轴位置固定，即可固定投影组件的纵向位置。

[0073] 在一些实施例中，如图7和图8所示，夜航遮挡机构3包括：夜航底座301、滚珠丝杠结构302、第四微动开关303和夜航遮挡片304。夜航底座301连接在纵向移动机构103上，滚珠丝杠结构302与夜航底座301连接，控制系统与滚珠丝杠结构302电连接，滚珠丝杠结构302的活动端设有夜航遮挡片304，滚珠丝杠结构302用于控制夜航遮挡片304在遮挡投影设备2的投影端的第一位置以及避开投影设备2的投影端的第二位置之间移动。

[0074] 本实施例中，夜航底座301为钣金折弯件，与投影设备安装板1034固定连接，滚珠丝杠结构302的底座与夜航底座301固定连接，滚珠丝杠结构302两端装有第四微动开关303，滚珠丝杠结构302的滑块上装有夜航遮挡片304(夜航遮挡片类似透明玻璃，允许投影设备2发出的光线穿过，并减少穿过的光线强度，以模拟夜间的光照条件，避免过亮的光线破坏夜航的真实感)。

[0075] 工作过程中：当控制系统控制滚珠丝杠结构302上下移动时，滚珠丝杠结构302的滑块会带动夜航遮挡片304上下移动。当需要模拟飞机白天飞行时，滚珠丝杠结构302带动夜航遮挡片304向上移动，使得夜航遮挡片304不在遮挡投影设备2的光路。当需要模拟飞机夜晚飞行时，滚珠丝杠结构302带动夜航遮挡片304向下移动到投影设备2的镜头处，夜航遮挡片304遮挡投影设备2的光路。此外，夜航遮挡机构的夜航底座301与投影设备安装板1034固定连接，因此，当控制底座机构1调节投影机横向、俯仰及纵向移动时，夜航遮挡机构3相对于投影设备2的位置不发生改变(即调节投影设备2横向、俯仰及纵向位置时，夜航遮挡片304的横向、俯仰及纵向位置一并调节，投影设备2和夜航遮挡片304的相对位置不发生改变)。

[0076] 以上调节机构集成了夜航遮挡机构3，同时可以实现投影设备2的横向、俯仰及纵向调节，即可以调节投影设备2投出的画面位置。以上的设计方案就可以满足绝大多数飞机模拟器视景系统的使用情况(底座机构1可调节投影设备2的位置和角度，通过调整，可实现与其他投影机图像的无缝对接，保证多台投影设备2投射出的图像精确对齐，保证图像的连续性和整体效果或匹配屏幕的特定区域)。

[0077] 在一些实施例中，如图9和图10所示，反射镜机构4包括：支撑结构、反射镜框架407、第四电机404和反射镜409。支撑结构设置在横向移动机构101上，反射镜409可转动地设置在反射镜框架407上，第四电机404与反射镜409传动连接，控制系统与第四电机404电连接。

[0078] 具体地，支撑结构包括支撑件401、底座框架402、L型支座403、支撑件401与俯仰底座1021固定连接，支撑件401与底座框架402固定连接，L型支座403与底座框架402固定连接，L型支座403上装有第四电机404，第四电机404与第三驱动齿轮405固定连接，第三驱动齿轮405与从动齿轮406互相啮合。反射镜409镶嵌在反射镜框架407凹槽内，反射镜框架407上下两侧各有一根转轴，转轴延伸方向为第一轴线408方向，通过上下转轴与L型支座403转动连接，反射镜框架407上侧的转轴与从动齿轮406固定连接，且反射镜框架407最大外形＜底座框架402的内部镂空区域(即反射镜框架407可以在底座框架402的内部镂空区域旋转而不会干涉)。

[0079] 工作原理：投影设备2的投影经过反射镜409的镜面的反射，会改变光路的方向。当投影设备2的镜头投射出的光路遇到反射镜409时，经过镜片的反射，会改变投影设备2的光路。可有效反射投影设备2射出的图像，以便在飞机模拟器中实现某一特定的下视场角和大下视场角。此外，当控制第四电机404旋转时，第三驱动齿轮405带动从动齿轮406转动，进而带动反射镜框架407绕第一轴线408转动。因此，加装了反射镜机构4的投影机，不仅会因为镜片的反射，改变投影机的光路，同时，因为反射镜409会绕第一轴线408转动，也可以调整反射画面左右偏移(偏转和平移概念不相同，平移是沿着某一轴向单一移动，偏移包括平移和旋转。)。

[0080] 如图10所示，反射镜机构4的支撑件401是与横向移动机构101的底板1011固定连接，因此当控制横向移动机构101左右移动时，投影设备2及反射镜也会发生左右移动(在下面的各种调节中，夜航遮挡机构3与投影设备2的相对位置，一直不变)，投影设备2与反射镜409的相对位置未发生改变，投影区域也会发生左右平移；当控制俯仰调节机构102绕第二轴线410转动时，投影设备2相对第二轴线410也发生相对转动，因为反射镜机构4与横向移动机构101的底板1011固定连接，反射镜409不会发生转动，因此，投影设备2的光路与反射镜409之间的第二夹角发生变化，投影区域相对会绕第二轴线410发生前后偏转；当控制纵向移动机构103前后移动时，可以调节投影设备2与反射镜409之间的距离，进而实现调节投影画面的大小；当控制反射镜409沿第一轴线408转动时，投影设备2的光路与反射镜409之间的第一夹角发生变化，投影区域相对会绕第一轴线发生左右偏转。

[0081] 现有技术中，如图11所示，直升机飞行模拟器中，下视场角度通常＞40度，为了避免驾驶舱遮挡投影机的光路，采用直投的投影设备2投射画面到球幕上时，需要将投影设备2垂直或立起来安装，但本申请采用带有反射镜的投影机投射相同的画面时，便可以水平安装，大大减少了安装难度。

[0082] 本发明实施例还提供一种飞行模拟器，如图11所示，包括球幕5、驾驶舱6以及多个投影组件，球幕5形成有空腔，提供一个环绕式的视觉体验，模拟天空、地面或其他飞行环境。驾驶舱6设置在所述空腔中，模拟真实的驾驶环境，包括仪表、控制杆等，供用户操作。投影组件用于在球幕上投影图像，创建逼真的飞行视觉场景。

[0083] 如图1和图2所示，投影组件应用于飞行模拟器，包括：投影设备2、底座机构1、反射镜机构4和控制系统。底座机构1包括纵向移动机构103、俯仰调节机构102和横向移动机构101，投影设备2设置在纵向移动机构103上，以用于沿纵向调整投影设备2的位置；纵向移动机构103设置在俯仰调节机构102上，以调整投影设备2和纵向移动机构103的俯仰角；俯仰调节机构102设置在横向移动机构101上，以用于沿横向调整投影设备2、纵向移动机构103和俯仰调节机构102的位置。反射镜机构4可转动地遮挡在投影设备2的投影端，反射镜机构
4可有效反射投影设备射出的图像，以便在飞机模拟器中实现某一特定的下视场角或大视场角。控制系统与投影设备2、纵向移动机构103、俯仰调节机构102、横向移动机构101以及反射镜机构4电连接，通过精确的控制算法，用于调整投影设备2的投影区域。投影组件的投影区域位于空腔内，控制系统还用于调整各投影设备2的投影区域，以使相邻投影区域的边缘融合区重合。为了更精确地实现投影区域的融合，控制系统可以通过摄像头或其他传感器捕获投影图像，并通过算法调整投影设备2的位置，以确保最佳的投影效果和融合效果。

[0084] 本发明实施例提供的飞行模拟器，设有上述的投影组件，底座机构1可调节投影设备2的位置和角度，以匹配屏幕的特定区域或与其他投影设备2的图像的无缝对接，同时其反射镜机构4可有效反射投影设备2射出的图像，以便在飞机模拟器中实现某一特定的下视场角或大视场角度。

[0085] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

[0086] 以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。