本实用新型专利技术涉及一种模拟交通工具高低频运动的并联式双驱动仿真平台。其包括输出平台、调姿平台及检测分支；所述输出平台包括动平台、球铰、直线运动执行器和万向铰，模拟交通工具产生的高频小幅振动；所述调姿平台包括滑块、伺服电机、定平台、滚珠丝杠、直线导轨、导轨座、基座和静载平衡装置，模拟多维大幅摇摆；所述静载平衡装置通过配重平衡系统静载荷，以降低电机输出力矩；所述检测分支为六自由度运动链，各单自由度运动副处均安装传感器，实时获得动平台运动参数。本实用新型专利技术采用双驱动控制方式实现了模拟运动向两个驱动平台的分解，并结合检测分支及静载平衡装置，故具有承载力大、运动参数实时自检、适用性广等特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于运动仿真设备领域，具体来说，涉及一种模拟交通工具高低频运动的并联式双驱动仿真平台。
技术介绍
车辆等交通工具工作环境复杂，其上安装的载体设备一直处于颠簸状态，该运动谱由高频率小幅振动和低频率大幅摇摆叠加而成，因此如何真实再现交通工具行进间的运动模拟是研发仿真设备亟需解决的问题。并联机构由于具有精度高、动力学性能好、承载能力强、结构紧凑等突出优点，近年来被广泛应用于车辆、舰船、飞机等交通工具的运动模拟领域。传统运动仿真平台对低频大幅摇摆的仿真效果较好，但很难同时对高频小幅振动进行模拟，因此使载体设备在真实环境中的模拟应用受到了很大限制。随着运动仿真平台应用领域的不断拓展，对其负载能力、运动精度、动态性能等方面提出了更高的要求。并联机构驱动部分大多数由电动缸或液压缸实现，采用电动缸驱动时，具有过载能力强、易实现高精度伺服控制、移动灵活等优点，但其输出力矩有限，不能够对大型载体设备进行运动模拟；当采用液压缸驱动时，平台能够承受重载，但是液压系统体积大、元件易泄漏、维护成本高、对温度敏感、移动性差等缺点限制了其在运动仿真平台中的发展应用。另外，仿真平台运动参数需要精密光学仪器进行测量，不仅增加系统成本，而且测量参数的准确性和实时性无法保证，这也降低了系统的运动精度及动态性能。为解决上述问题，中国专利201410144113.9提出了一种滚珠丝杠升降方式的6连杆电动驱动运动模拟器，使用马达方式替换现有的液压方式虽极大程度地改善了控制性能，并降低了制作成本，但其承载能力较小且动平台只能实现高度和倾斜度调整；中国专利CN130035169B公开了一种双并联式重载静平衡运动模拟台，该系统包括运动平台、基础平台、承重平台、六条结构完全相同的驱动分支和三条结构完全相同的承重分支，极大地提高了系统的承载能力、动态响应能力，由于只有一套驱动器，因此平台不能同时模拟车辆等交通工具的高低频运动；中国专利CN130150939B公开了一种冗余驱动的六自由度运动模拟器，空间分布的六个直线移动组件实现了驾驶舱俯仰、翻滚、平移等位姿变换。该装置虽实现了大角度转动，但是承重能力有限，空间范围内大幅值调姿无法实现，且缺乏必要的实时监测装置，安全性无法保证；中国专利CN131632110B公开了一种用于感受运动中交通工具的真实机械模拟器，可真实再现位于任何运动的交通工具中驾驶者所承受的所有力，且不需要使用大马力和昂贵的马达。但该模拟器侧重于驾驶者所受力(侧向推力、加速度、制动力等)的模拟，运动范围及承载能力有限，且无法实现翻转、摆动等位姿模拟；中国专利200820004705.0公开了一种大负载六自由度电动平台，该机构承载能力强，但动平台运动范围较小，且电机随电动缸的摆动消耗了较大部分动力，间接限制了平台的有效负载。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种可同时模拟交通工具高低频运动、能承受重载并具有运动参数实时检测功能的并联式双驱动运动仿真平台。本技术所述的一种模拟交通工具高低频运动的并联式双驱动仿真平台，所述并联式双驱动仿真平台包括输出平台、调姿平台和检测分支；所述输出平台包括动平台1、球铰2、直线运动执行器3和万向铰4 ;所述调姿平台包括导轨座10、定平台7、滑块5、伺服电机6、直线导轨9、滚珠丝杠8、基座12和静载平衡装置11，该静载平衡装置11包括钢丝绳14、定滑轮A15、压板16、双立柱17、定滑轮B18、吊环19、配重20、立柱座21 ;所述动平台I的形状为六边形或矩形，其边沿均匀分布有安装孔；所述球铰2共六个，相邻两个设为一组，该球铰2的上铰座通过螺钉与动平台I的安装孔进行连接；所述直线运动执行器3的一端与球铰2连接，另一端与万向铰4连接；所述球铰2由轴线互相垂直且相交于一点的三个转动副构成；所述万向铰4固定连接于滑块5上表面，其由轴线互相垂直且相交于一点的两个转动副构成；所述导轨座10共六个，相邻两个设为一组，均匀固定于定平台7上，每组导轨座10中心线互相平行且垂直于定平台7对应侧面，相邻两组导轨座10中心线夹角为120° ;所述导轨座10的外侧设有伺服电机6，上侧设有两条互相平行的直线导轨9 ;所述滚珠丝杠8安装于导轨座10的两条直线导轨9之间，其一端与伺服电机6的输出轴连接，另一端与导轨座10顶端轴承座连接；所述滑块5的两侧卡在直线导轨9上，其中间通过螺纹安装于滚珠丝杠8上，其前端与钢丝绳14的一端连接，该钢丝绳14的另一端绕过设在导轨座10及压板16上的定滑轮A15、定滑轮B18与设在配重20上的吊环19连接；所述配重20两侧设有双立柱17，以保证配重20沿竖直方向移动，该双立柱17两端分别固定在压板16及立柱座21上；所述压板16及立柱座21分别通过螺栓安装孔与导轨座10及基座12连接；所述配重20共六个，由铅材料制成，其总质量为输出平台及载体设备重量总和的90% -150% ;所述基座12上设有安装孔，其使用螺栓与上方的定平台7进行连接；所述检测分支采13用UPS运动链结构，其顶端的检测分支球铰22安装于动平台I下表面中心，其底端的检测分支万向铰31安装于基座12上表面中心，其移动副由检测分支伸缩杆26及支撑筒27的相对运动实现；所述检测分支球铰22由三个单自由度转动副实现，轴线汇交点与动平台I上六个球铰2的中心点共面；所述检测分支万向铰31由两个单自由度转动副实现，轴线汇交点位于定平台7和基座12之间；所述检测分支的单自由度运动副处均分别安装传感器，其中，检测分支球铰22及检测分支万向铰31处安装编码器，移动副处安装光栅尺28 ;所述检测分支球铰22及移动副处传感器的精度与动平台I转动及垂直移动所要求的检测精度等级一致；所述检测分支万向铰31处传感器的精度要比动平台I水平移动所要求的检测精度高2-3个等级。本技术所述的一种模拟交通工具高低频运动的并联式双驱动仿真平台，所述检测分支球铰22包括编码器A23、编码器B24、编码器C25、球铰上铰座32、球铰预紧螺钉33、球铰端盖34、球铰传感器安装板35、球铰十字轴36、球铰角接触轴承37、球铰密封盖38、球铰下铰座39，其具体装配方式为:将检测分支伸缩杆26上端插入球铰下铰座39轴承孔中，依次将球铰密封盖38和球铰角接触轴承37从上侧装入并与检测分支伸缩杆26过盈配合，使用球铰传感器安装板35和球铰预紧螺钉33对上述零件进行固定和预紧，最后将编码器C25固定于球铰传感器安装板35上；将球铰十字轴36插入球铰下铰座39轴承孔中，依次将球铰密封盖38、球铰角接触轴承37从外侧装入球铰下铰座39轴承孔中并使轴承内圈与球铰十字轴36过盈配合，使用球铰端盖34、球铰传感器安装板35和球铰预紧螺钉33进行固定和预紧，最后将编码器B24固定于球铰传感器安装板35上；将球铰十字轴36插入球铰上铰座32轴承孔中，依次将球铰密封盖38、球铰角接触轴承37从外侧装入球铰上铰座32轴承孔中并使轴承内圈与球铰十字轴36过盈配合，使用球铰端盖34、球铰传感器安装板35和球铰预紧螺钉33进行固定和预紧，最后将编码器A24固定于球铰传感器安装板35上。本技术所述的一种模拟交通工具高低频运动的并联式双驱动仿真平台，所述检测分支万向铰3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟交通工具高低频运动的并联式双驱动仿真平台，其特征在于，所述并联式双驱动仿真平台包括输出平台、调姿平台和检测分支；所述输出平台包括动平台(1)、球铰(2)、直线运动执行器(3)和万向铰(4)；所述调姿平台包括导轨座(10)、定平台(7)、滑块(5)、伺服电机(6)、直线导轨(9)、滚珠丝杠(8)、基座(12)和静载平衡装置(11)，该静载平衡装置(11)包括钢丝绳(14)、定滑轮A(15)、压板(16)、双立柱(17)、定滑轮B(18)、吊环(19)、配重(20)、立柱座(21)；所述动平台(1)的形状为六边形或矩形，其边沿均匀分布有安装孔；所述球铰(2)共六个，相邻两个设为一组，该球铰(2)的上铰座通过螺钉与动平台(1)的安装孔进行连接；所述直线运动执行器(3)的一端与球铰(2)连接，另一端与万向铰(4)连接；所述球铰(2)由轴线互相垂直且相交于一点的三个转动副构成；所述万向铰(4)固定连接于滑块(5)上表面，其由轴线互相垂直且相交于一点的两个转动副构成；所述导轨座(10)共六个，相邻两个设为一组，均匀固定于定平台(7)上，每组导轨座(10)中心线互相平行且垂直于定平台(7)对应侧面，相邻两组导轨座(10)中心线夹角为120°；所述导轨座(10)的外侧设有伺服电机(6)，上侧设有两条互相平行的直线导轨(9)；所述滚珠丝杠(8)安装于导轨座(10)的两条直线导轨(9)之间，其一端与伺服电机(6)的输出轴连接，另一端与导轨座(10)顶端轴承座连接；所述滑块(5)的两侧卡在直线导轨(9)上，其中间通过螺纹安装于滚珠丝杠(8)上，其前端与钢丝绳(14)的一端连接，该钢丝绳(14)的另一端绕过设在导轨座(10)及压板(16)上的定滑轮A(15)、定滑轮B(18)与设在配重(20)上的吊环(19)连接；所述配重(20)两侧设有双立柱(17)，以保证配重(20)沿竖直方向移动，该双立柱(17)两端分别固定在压板(16)及立柱座(21)上；所述压板(16)及立柱座(21)分别通过螺栓安装孔与导轨座(10)及基座(12)连接；所述配重(20)共六个，由铅材料制成，其总质量为输出平台及载体设备重量总和的90％‑150％；所述基座(12)上设有安装孔，其使用螺栓与上方的定平台(7)进行连接；所述检测分支采(13)用UPS运动链结构，其顶端的检测分支球铰(22)安装于动平台(1)下表面中心，其底端的检测分支万向铰(31)安装于基座(12)上表面中心，其移动副由检测分支伸缩杆(26)及支撑筒(27)的相对运动实现；所述检测分支球铰(22)由三个单自由度转动副实现，轴线汇交点与动平台(1)上六个球铰(2)的中心点共面；所述检测分支万向铰(31)由两个单自由度转动副实现，轴线汇交点位于定平台(7)和基座(12)之间；所述检测分支的单自由度运动副处均分别安装传感器，其中，检测分支球铰(22)及检测分支万向铰(31)处安装编码器，移动副处安装光栅尺(28)；所述检测分支球铰(22)及移动副处传感器的精度与动平台(1)转动及垂直移动所要求的检测精度等级一致；所述检测分支万向铰(31)处传感器的精度要比动平台(1)水平移动所要求的检测精度高2‑3个等级。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓，孙贝，贾磊，薛春明，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，
类型：新型
国别省市：山西;14
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