基于CAN总线控制的航空飞行模拟旋翼转速表技术领域
本发明属于航空模拟技术，具体涉及一种基于CAN总线控制的航空飞行模拟旋翼
转速表，特别适用于航空模拟飞行训练器的航向应急指示模拟设备。
背景技术
模拟飞行仿真器大量应用于飞机驾驶培训，可大大提高飞机驾驶培训的飞行安全
以及培训效果，并极大减少了真实飞行培训的成本。为保证培训效果，地面飞行模拟训练器
需要尽量和真实飞机在空中飞行的状态一致，而由于真实飞机上的仪表基本上都是采用了
气压、高度、地磁、转矩等物理量作为设备的动力源或信号源直接进行驱动，而地面的仿真
飞行难以复制同样的条件，因此要保证与真实飞行的一致性，飞行模拟训练器需要通过改
进仪表的驱动方式和控制方式，从而响应主仿真系统的控制命令。
旋翼转速表为飞机旋翼转速显示设备，目前用于飞行模拟的旋翼转速表一般采用
工业步进电机作为动力源，光电开关作为位置传感器，存在结构尺寸偏大，机械噪音大的缺
点。另外，仪表的内部照明均采用泛光照明方式，显示效果不佳。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构紧凑，机械噪音低，可靠性高，并能够作为单独的
功能单元进行配置，直接响应主飞行仿真系统的控制信号的基于CAN总线控制的航空飞行
模拟旋翼转速表。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：基于CAN总线控制的航空模
拟飞行旋翼转速表，其包括表壳4、后罩11、保护玻璃1、仪表步进电机安装板5、指针2、转速
刻度盘3、仪表步进电机6、第一螺杆7、第二螺杆10、驱动控制印制电路板9，保护玻璃1与粘
贴在表壳4上，转速刻度盘3安装在表壳4上，并位于保护玻璃1下方；仪表步进电机安装板安
装在表壳4上，并位于转速刻度盘3下方；仪表步进电机安装在仪表步进电机安装板5上；指
针2与仪表步进电机转轴连接，并位于转速刻度盘3上方；第一螺杆7一端安装在仪表步进电
机安装板5上，另一端与驱动控制印制电路板8连接；第二螺杆9一端固定在驱动控制印制电
路板8上，另一端与后罩安装板10连接固定；后罩11安装在后罩安装板10上并与表壳4对接
实现对各部件的封装。
所述的仪表步进电机6为两相四线制仪表步进电机，内置机械限位，角度转动范围
为0～330°。
后罩安装板10上还设置有与外部的电源及CAN控制信号总线连接的插座12。
所述的驱动控制印制电路板9采用内置CAN总线控制器的C8051单片机作为主控芯
片，并配置了CAN总线驱动电路以及仪表步进电机驱动电路。
所述的转速刻度盘3为航空操控组件照明导光板，通过内置的照明电路，为转速刻
度盘表面的刻度字符提供照明光源，刻度盘的照明颜色通过调整刻度盘内嵌的光源配置进
行转换调整。
指针2采用过盈方式安装在仪表步进电机6的转轴上。
上表壳、下表壳、保护玻璃、仪表步进电机安装板、螺杆、驱动控制印制电路板、壳
体安装板、插座为旋翼转速表的结构件，主要起到安装固定及保护作用。
所述的基于CAN总线控制的航空模拟飞行旋翼转速表上电初始化后，通过仪表步
进电机机械限位结构，使指针偏置到零位，然后从CAN总线上接收模拟飞行仿真计算机发来
的旋翼转速数据，驱动控制印制电路板上的MCU解析CAN总线数据，通过步进电机驱动电路
转化为电平信号，并将信号传输到仪表步进电机，仪表步进电机带动指针旋转到与主仿真
计算机旋翼转速数据对应的位置。
所述的基于CAN总线控制的航空模拟飞行旋翼转速表上电后，转速刻度盘导光板
上发光，通过调整刻度盘内嵌的光源配置，产生不同航空照明颜色的光线，为转速刻度盘提
供对应照明颜色的照明光源。
与原有常用的航空模拟飞行旋翼转速表相比,本发明提供的基于CAN总线控制的
航空模拟飞行旋翼转速表至少存在以下优点：
1、结构紧凑，外形与飞机上地磁感应的旋翼转速表真件外形尺寸一致；
2、采用CAN总线进行控制和驱动，通信速率1M/S,数据传输速率高，可靠性高；
3、采用导光板形式的转速刻度盘，发光均匀，能实现多种航空照明颜色，显示效果
好；
4、采用汽车仪表步进电机作为角度转动执行器，驱动电流小，响应速度快，噪声
低；
5、能够作为整体的功能单元，独立配置,满足不同型号模拟飞行器的应用需求。
附图说明
图1是本发明基于CAN总线控制的航空飞行模拟旋翼转速表的结构示意图。
图2是本发明基于CAN总线控制的航空飞行模拟旋翼转速表的零件分解图，
图中：保护玻璃1、指针2、转速刻度盘3、表壳4、仪表步进电机安装板5、仪表步进电
机6、螺杆7、驱动控制印制电路板8、螺杆9、后罩安装板10、后罩11、插座12。
图3是本发明中实施例的工作流程图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明基于CAN总线控制的航空模拟飞行旋翼转速表包括表壳4、
后罩11、保护玻璃1、仪表步进电机安装板5、指针2、转速刻度盘3、仪表步进电机6、第一螺杆
7、第二螺杆10、驱动控制印制电路板9。保护玻璃1与粘贴在表壳4上，用于保护仪表内部结
构。转速刻度盘3安装在表壳4上，并位于保护玻璃1下方，用于标记和显示旋翼转速刻度。仪
表步进电机安装板安装在表壳4上，并位于转速刻度盘3下方；仪表步进电机安装在仪表步
进电机安装板5上。指针2与仪表步进电机转轴连接，并位于转速刻度盘上方，用于指示旋翼
转速的刻度值。第一螺杆7一端安装在仪表步进电机安装板5上，另一端与驱动控制印制电
路板8连接。第二螺杆9一端固定在驱动控制印制电路板8上，另一端与后罩安装板10连接固
定。后罩11安装在后罩安装板10上并与表壳4对接实现对各部件的封装。
所述的仪表步进电机为两相四线制仪表步进电机，内置机械限位，角度转动范围
为0～330°，为仪表的动作执行机构。
后罩安装板上还设置有与外部的电源及CAN控制信号总线连接的插座12。
所述的驱动控制印制电路板采用内置CAN总线控制器的C8051单片机作为主控芯
片，并配置了CAN总线驱动电路以及仪表步进电机驱动电路，用于收发及处理CAN总线信号，
并驱动仪表步进电机执行与控制指令对应的步距。
所述的转速刻度盘为航空操控组件照明导光板，通过内置的照明电路，为转速刻
度盘表面的刻度字符提供照明光源，刻度盘的照明颜色通过调整刻度盘内嵌的光源配置进
行转换调整。
指针采用过盈方式安装在仪表步进电机的转轴上，用于显示需要模拟的飞机旋翼
转速。
另外，所述上表壳、下表壳、保护玻璃、仪表步进电机安装板、螺杆、驱动控制印制
电路板、壳体安装板、插座为旋翼转速表的结构件，主要起到安装固定及保护作用。
图3为本发明中实施例的工作流程图。
本发明基于CAN总线控制的航空飞行模拟旋翼转速表通过连接插座上电后，设备
开始初始化，通过仪表步进电机机械限位结构，使指针偏置到零位，然后从CAN总线上接收
模拟飞行仿真计算机发来的旋翼转速数据，驱动控制印制电路板上的MCU解析CAN总线数
据，通过步进电机驱动电路转化为电平信号，并将信号传输到仪表步进电机，仪表步进电机
带动指针旋转到与主仿真计算机旋翼转速数据对应的位置。旋翼转速表上电后，转速刻度
盘导光板上发光，通过调整刻度盘内嵌的光源配置，可产生不同航空照明颜色的光线，为转
速刻度盘提供对应照明颜色的照明光源。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解
为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发
明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发
明专利的保护范围应以所附权利要求为准。