混联框架式运动方舱制造技术

本发明专利技术涉及一种混联框架式运动方舱，其包括双层平面运动装置、笼形框架、垂向驱动装置、方舱与连杆，双层平面运动装置位于方舱的最下层，能够使方舱沿前后方向移动和绕垂向轴线转动，三自由度并联调姿机构位于双平面移动装置的上层，包括笼形框架、垂向驱动装置、方舱和连杆，能够使方舱沿上下方向移动，并且能够沿固定坐标系的x轴与y轴转动。方舱设置在笼形框架之中，有利于减少意外情况发生，同时，在非工作状态时方舱可下放到地面上，占用高度空间很小。本发明专利技术的混联机构在保留并联机构承载能力大的同时，还增加了本发明专利技术的工作空间，本发明专利技术还具有承载能力强、结构紧凑和可靠性高等优点。

Parallel Frame Sports Cabin

【技术实现步骤摘要】
混联框架式运动方舱
本专利技术涉及一种机械装置，特别涉及一种混联框架式运动方舱。
技术介绍
运动方舱可广泛应用于运动模拟、动感体验、舰船运动稳定补偿等领域，具有很广阔的市场应用前景。现有技术中的运动方舱技术，虽说容纳空间大，分支占用空间小，整体负载能力强，但是其运动范围有限，尤其是方舱绕竖直轴线的转运角度非常小，且现有的运动方舱技术中还存在比如高度方向上占用空间大，高度方向上活动空间有限，承载能力弱等不足之处。因此，研发一种高负载能力、高安全性、高度方向上占用空间小，整体结构紧凑，且具有更大的工作空间的舰船用运动方舱是非常有意义的。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本专利技术提供一种混联框架式运动方舱，其能让舱体落到地面上，高度方向上占用空间小，整体结构紧凑，且具有更大的工作空间。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术的混联框架式运动方舱，其包括双层平面运动装置、笼形框架、方舱和连杆，所述双层平面运动装置呈井字形结构，其包括两个下层直线导轨、四个下层直线移动滑块、两个上层直线导轨与四个上层直线移动滑块；所述下层直线导轨与下层直线移动滑块分为两组，一个下层直线导轨与两个下层直线移动滑块为一组，每一组中的下层直线导轨与两个下层直线移动滑块之间均通过第一移动副连接；所述上层直线导轨与上层直线移动滑块分为两组，一个上层直线导轨与两个上层直线移动滑块为一组，每组中的上层直线导轨与两个上层直线移动滑块之间均通过第二移动副连接；两组下层直线导轨并排平行设置在方舱的左侧和右侧，所述下层直线移动滑块架设在所述下层直线导轨之上，两组上层直线导轨并排平行设置在方舱前后两侧，所述上层直线移动滑块设置在呈倒置状态的所述上层直线导轨中，上层直线移动滑块与对应的下层直线移动滑块连接；所述笼形框架包括顶部圈梁、底部圈梁与多条竖梁，所述顶部圈梁通过所述竖梁与所述底部圈梁连接形成笼形框架结构，所述笼形框架的底部圈梁与所述双层平面运动装置的顶部连接；所述方舱设置在所述笼形框架内部，所述方舱的左前方、右前方与后方的笼形框架的竖梁内设有垂向移动滑块，所述垂向移动滑块与所述竖梁之间通过第三移动副连接，所述第三移动副的轴线沿竖直方向；以及所述连杆位于垂向移动滑块与方舱之间，所述连杆的两端均设有球铰，每条所述连杆的第一端通过所述球铰与所述垂向移动滑块连接，每条所述连杆的第二端通过所述球铰与所述方舱连接。可优选的是，每个所述竖梁内设有一个垂向移动滑块、一个中间移动滑块、第一动滑轮组、上部轮绳、第二动滑轮组、下部轮绳与垂向驱动缸，所述中间移动滑块设在所述垂向移动滑块与所述竖梁之间，所述中间移动滑块通过第四移动副与所述竖梁连接，所述第四移动副的轴线与所述第三移动副的轴线之间相互平行，所述第一动滑轮组设在中间移动滑块的顶部，通过转轴与所述中间移动滑块连接，所述第二动滑轮组设在中间滑块的底部，通过转轴与所述中间移动滑块连接，第一动动滑轮组和第二动滑轮组的转动轴线相互平行，且均平行于水平面；所述上部轮绳的第一端连接至所述竖梁，所述上部轮绳的第二端沿竖直方向向上绕过所述第一动滑轮组后再沿竖直方向向下连接至所述垂向移动滑块；所述下部轮绳的第一端连接至所述竖梁，所述下部轮绳的第二端沿竖直方向向下绕过所述第二动滑轮组后，再沿竖直方向向上连接至所述垂向移动滑块；所述垂向驱动缸的缸筒与所述竖梁连接，所述垂向驱动缸的缸杆与所述中间移动滑块连接；每个所述上层直线移动滑块与其相对应的下层直线移动滑块之间通过转动副连接，所述转动副的轴线沿竖直方向。可优选的是，在所述笼形框架与所述双层平面运动装置之间还设有垂向回转装置，所述垂向回转装置包括回转轴承、驱动齿轮与驱动马达；回转轴承的外圈的底部与双层平面运动装置的顶部固定连接，回转轴承的内圈与笼形框架的底部固定连接，回转轴承的旋转轴线沿竖直方向延伸；回转轴承的外圈上加工有外齿轮，驱动齿轮与回转轴承的外齿轮啮合，并且所述驱动齿轮与固定在笼形框架上的驱动马达的输出轴连接。可优选的是，所述笼形框架的底部圈梁与所述双层平面运动装置的上表面通过转动副连接，所述转动副轴线沿竖直方向。可优选的是，每个所述上层直线移动滑块与其相对应的下层直线移动滑块之间通过转动副连接，所述转动副的轴线沿竖直方向。可优选的是，所述垂向移动滑块上的两个连杆的球铰中心重合，所述垂向移动滑块与所述方舱之间通过三角架连接，所述三角架的顶点通过所述球铰连接至所述垂向移动滑块，所述三角架的底边通过转动副连接至所述方舱。可优选的是，所述连杆数量为6个，所述连杆与所述方舱连接的六个所述球较的中心在同一平面上，并且围成六边形。可优选的是，所述第一移动副的轴线与所述第二移动副的轴线之间相互垂直。进一步，双层平面运动装置中还设有两个下层驱动油缸和两个上层驱动油缸，当两个下层驱动油缸或两个上层驱动油缸以相同速度驱动油缸的缸杆一伸一缩时，所述方舱沿x轴或者y轴移动，当两个下层驱动油缸或两个上层驱动油缸以不同速度驱动缸杆伸缩时，方舱将沿z轴产生转动。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、底部的双层平面运动机构与上部的并联调姿机构相结合，保留了并联机构承载能力大的优点，同时使本专利技术具备更大的工作空间。2、方舱在平面机构之上的框架式之内，有利于减少意外发生。3、非工作状态时方舱可下放到地面上，高度方向上占用空间小，整体结构紧凑，工作状态下重心较低，更加安全可靠。附图说明图1为本专利技术的混联框架式运动方舱的三维结构示意图；图2为本专利技术的混联框架式运动方舱的俯视图；图3为本专利技术中的下层直线导轨与下层直线移动滑块连接的三维示意图；图4为本专利技术中的上层直线导轨与上层直线移动滑块连接的三维示意图；图5为本专利技术中的垂向移动滑块、中间移动滑块与竖梁连接的三维示意图；图6为本专利技术中的垂向移动滑块与方舱通过三角架连接的三维示意图；图7为本专利技术中的垂体回转装置的三维爆炸示意图；以及图8为本专利技术中的双层平面运动装置的三维爆炸示意图。图中：1-双层平面运动装置；101-下层直线导轨；102-下层直线移动滑块；103-上层直线导轨；104-上层直线移动滑块；105-下层驱动油缸；106-上层驱动油缸；107-第一移动副；108-下层驱动油缸缸筒；109-下层驱动油缸缸杆；110-第二移动副；111-上层驱动油缸缸筒；112-上层驱动油缸缸杆；113-直线滑块转动副；2-笼形框架；201-顶部圈梁；202-竖梁；203-底部圈梁；3-方舱；4-连杆；5-垂向驱动装置；501-垂向移动滑块；502-中间移动滑块；503-第一动滑轮组；504-第二动滑轮组；505-上部轮绳；506-下部轮绳；507-垂向驱动油缸；508-第三移动副；509-第四移动副；6-三角架；7-垂向回转装置；701-回转轴承；702-驱动齿轮；703-驱动马达；704-外齿轮。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的示例性实施例、特征和性能方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。需要理解的是在本专利技术的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“左前方”、“右前方”、“后方”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于从一定方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混联框架式运动方舱，其特征在于：其包括双层平面运动装置、笼形框架、方舱和连杆，所述双层平面运动装置呈井字形结构，其包括两个下层直线导轨、四个下层直线移动滑块、两个上层直线导轨与四个上层直线移动滑块；所述下层直线导轨与下层直线移动滑块分为两组，一个下层直线导轨与两个下层直线移动滑块为一组，每一组中的下层直线导轨与两个下层直线移动滑块之间均通过第一移动副连接；所述上层直线导轨与上层直线移动滑块分为两组，一个上层直线导轨与两个上层直线移动滑块为一组，每组中的上层直线导轨与两个上层直线移动滑块之间均通过第二移动副连接；两组下层直线导轨并排平行设置在方舱的左侧和右侧，所述下层直线移动滑块架设在所述下层直线导轨之上，两组上层直线导轨并排平行设置在方舱前后两侧，所述上层直线移动滑块设置在呈倒置状态的所述上层直线导轨中，上层直线移动滑块与对应的下层直线移动滑块连接；所述笼形框架包括顶部圈梁、底部圈梁与多条竖梁，所述顶部圈梁通过所述竖梁与所述底部圈梁连接形成笼形框架结构，所述笼形框架的底部圈梁与所述双层平面运动装置的顶部连接；所述方舱设置在所述笼形框架内部，所述方舱的左前方、右前方与后方的笼形框架的竖梁内设有垂向移动滑块，所述垂向移动滑块与所述竖梁之间通过第三移动副连接，所述第三移动副的轴线沿竖直方向；以及所述连杆位于垂向移动滑块与方舱之间，所述连杆的两端均设有球铰，每条所述连杆的第一端通过所述球铰与所述垂向移动滑块连接，每条所述连杆的第二端通过所述球铰与所述方舱连接。...

【技术特征摘要】
1.一种混联框架式运动方舱，其特征在于：其包括双层平面运动装置、笼形框架、方舱和连杆，所述双层平面运动装置呈井字形结构，其包括两个下层直线导轨、四个下层直线移动滑块、两个上层直线导轨与四个上层直线移动滑块；所述下层直线导轨与下层直线移动滑块分为两组，一个下层直线导轨与两个下层直线移动滑块为一组，每一组中的下层直线导轨与两个下层直线移动滑块之间均通过第一移动副连接；所述上层直线导轨与上层直线移动滑块分为两组，一个上层直线导轨与两个上层直线移动滑块为一组，每组中的上层直线导轨与两个上层直线移动滑块之间均通过第二移动副连接；两组下层直线导轨并排平行设置在方舱的左侧和右侧，所述下层直线移动滑块架设在所述下层直线导轨之上，两组上层直线导轨并排平行设置在方舱前后两侧，所述上层直线移动滑块设置在呈倒置状态的所述上层直线导轨中，上层直线移动滑块与对应的下层直线移动滑块连接；所述笼形框架包括顶部圈梁、底部圈梁与多条竖梁，所述顶部圈梁通过所述竖梁与所述底部圈梁连接形成笼形框架结构，所述笼形框架的底部圈梁与所述双层平面运动装置的顶部连接；所述方舱设置在所述笼形框架内部，所述方舱的左前方、右前方与后方的笼形框架的竖梁内设有垂向移动滑块，所述垂向移动滑块与所述竖梁之间通过第三移动副连接，所述第三移动副的轴线沿竖直方向；以及所述连杆位于垂向移动滑块与方舱之间，所述连杆的两端均设有球铰，每条所述连杆的第一端通过所述球铰与所述垂向移动滑块连接，每条所述连杆的第二端通过所述球铰与所述方舱连接。2.根据权利要求1所述的混联框架式运动方舱，其特征在于：每个所述竖梁内设有一个垂向移动滑块、一个中间移动滑块、第一动滑轮组、上部轮绳、第二动滑轮组、下部轮绳与垂向驱动缸，所述中间移动滑块设在所述垂向移动滑块与所述竖梁之间，所述中间移动滑块通过第四移动副与所述竖梁连接，所述第四移动副的轴线与所述第三移动副的轴线之间相互平行，所述第一动滑轮组设在中间移动滑块的顶部，通过转轴与所述中间移动滑块连接，所述第二动滑轮组设在中间滑块的底部，通过转轴与所述中间移动滑块连接，第一动动滑轮组和第二动滑轮组的转动轴线相互平行，且均平行于水平面；所述上部轮绳的第一端连接至所述竖梁，所述上部轮绳的第二端沿竖直方向向上绕过所述第一动滑轮组后...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铁石，梁彦，王唱，李二伟，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13