通用解耦型运动模拟器制造技术

本发明专利技术公开了一种通用解耦型运动模拟器，该运动模拟器包括基座、驱动腿、从动腿、运动平台和旋转机构；三条驱动腿通过关节球轴承和十字万向铰分别与运动平台和基座相连；从动腿一端通过十字万向铰与运动平台底部连接，另一端固定在基座中央；旋转机构固联在运动平台顶部。本发明专利技术通过控制驱动腿和旋转机构的运动，可以改变运动平台的相应姿态，从而满足各类运动场景运动模拟的需求，且结构简单、通用性强、运动解耦、控制方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及运动模拟器
，具体涉及一种电机/电动缸驱动的通用解耦型运动模拟器。
技术介绍
通过动态控制运动模拟器使其配合由计算机控制的虚拟环境进行运动，可以使用户得到更加真实的操作体验，其不仅可以实现传统的飞行模拟或驾驶模拟，近来还被广泛应用于各类动感游戏以及4D影院中。传统的运动模拟器主要采用液压或者气压驱动，需要外接油泵、油箱或高压气站等附属设施。这些附属设置不仅增加成本，还存在油气泄露或者噪声污染等缺陷。虽然该缺陷也逐渐被一些专利技术者注意，例如，申请号为201010157797.8的专利文献中公开了一种“电动座椅摇摆机构”，该机构设计采用了电机驱动的方式，但该机构只拥有两个摆动自由度和一个升降自由度，无法实现回转运动，根本无法实现复杂的运动模拟。另外，申请号为201380044761.0的专利文献中公开了一种“运动模拟器”同样采用电机驱动，虽然对比前者它能实现丰富的运动姿态变换，但是整体结构十分复杂，不利于长期的使用和维护，并且也只能满足一些特定使用场景的需求。且以上针对现实中某一具体使用场景进行开发的运动模拟器，由于通用性差，开发成本过高，很难适应市场多样化的需求。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种运动姿态变换丰富、结构简单及成本较低的通用解耦型运动模拟器。考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：>一种通用解耦型运动模拟器，它包括基座、驱动腿、从动腿、运动平台和旋转机构；所述基座呈十字型结构并位于模拟器的底部，所述运动平台为T字型结构并位于模拟器的上部；所述驱动腿由驱动部分和伸缩部分组成，所述驱动腿为3个，3个驱动腿各自的驱动部分分别与呈十字型的基座的三端铰接，3个驱动腿各自的伸缩部分分别与呈T字型结构的运动平台的三端连接；所述从动腿由固定杆和活动杆组成，所述从动腿的固定杆与所述基座的上侧面中部固定连接，所述从动腿的活动杆与所述运动平台的下侧面中部连接；所述旋转机构包括旋转单元和驱动单元，所述旋转单元包括底座、第一轴承、旋转轴和底盖，所述底座设置于所述运动平台上侧面中部，所述旋转轴通过所述底盖安装于所述底座上，且所述旋转轴与所述底座之间的旋转连接处设置第一轴承；用于与座椅连接的座椅连接板设置于所述旋转轴上；所述驱动单元设置于呈T字型结构的运动平台的一端上，所述驱动单元与所述座椅连接板之间设置连杆，通过所述驱动单元驱动所述连杆使之带动所述座椅连接板和旋转轴旋转。为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：根据本专利技术的一个实施方案，所述驱动单元采用伺服电机驱动丝杠旋转、由丝杠旋转带动设置其上的滑块及与滑块连接的连杆移动的结构，使伺服电机的旋转运动转换为直线运动。根据本专利技术的另一个实施方案，所述连杆与所述滑块连接处的连杆上设置凹形口，以及连杆的凹形口两侧各设置一沿所述连杆轴向延伸的滑槽，通过设置于所述滑块上的滑动装置与所述滑槽滑动连接。根据本专利技术的另一个实施方案，所述驱动腿采用电动缸驱动。根据本专利技术的另一个实施方案，所述铰接采用十字万向铰。根据本专利技术的另一个实施方案，所述驱动腿的伸缩部分通过关节球轴承与所述运动平台连接。根据本专利技术的另一个实施方案，所述从动腿的活动杆通过十字万向铰与所述运动平台连接。根据本专利技术的另一个实施方案，所述从动腿的固定杆上设置加强筋，所述加强筋并与所述基座焊接。根据本专利技术的另一个实施方案，所述从动腿的活动杆外径与固定杆内径相匹配，活动杆外壁与固定杆内壁设置相匹配的凹槽以形成用于容纳滚动防转装置的空穴。本专利技术还可以是：根据本专利技术的另一个实施方案，所述滚动防转装置采用滚珠或滚柱。与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是：本专利技术的一种通用解耦型运动模拟器，具有：1)运动平台通过周围三条驱动腿和中间一条从动腿与基座相连，形成了空间并联的闭环结构，该并联结构无累积误差，运动精度高，结构紧凑，刚度高，结构受力合理；2)驱动腿通过关节球轴承和十字万向铰与运动平台、基座相连接，从动腿通过十字万向铰与运动平台相连，其各通用组件制造容易，精度高，可由专门厂家生产，制造成本较低，组装方便，能标准化生产；3)基座采用十字型的结构，运动平台采用T字型的结构，在很大程度上减小了占用空间、节省了材料、降低了成本；4)旋转机构的丝杠和滑块之间采用梯形螺纹传动，强度高，对中性好，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，磨损后可以补偿，加工工艺性好；5)本专利技术的通用解耦型运动模拟器结构简单，具有很好的通用性，可以按照不同的运动模拟场景需求安装相应的赛车/飞机/坦克/舰船等模型，能够满足各类运动模拟的需求；6)本专利技术能够通过外部控制设备或者上位机程序向控制单元发送信号，进而控制电机和电动缸的运动来对模拟器进行各种姿态的运动控制，各自由度运动的控制解耦，控制简单、方便。附图说明为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。图1示出了根据本专利技术一个实施例的通用解耦型运动模拟器的结构示意图。图2示出了根据本专利技术一个实施例的驱动腿结构示意图。图3示出了根据本专利技术一个实施例的从动腿结构示意图。图4示出了根据本专利技术一个实施例的旋转机构爆炸示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－运动平台，2－驱动腿，3－从动腿，4－旋转机构，5－关节球轴承，6－十字万向铰，7－座椅连接板，8－基座，9－电动缸，10－活动杆，11－端盖，12－滚动防转装置，13－固定杆，14－加强筋，15－电机安装板，16－底盖，17－旋转轴，18－第一轴承，19－底座，20－连杆，21－丝杠，22－滑块，23－轴承座，24－伺服电机，25－底板，26－滑槽，27－滑动装置，28－凹形口，29-轴承座端盖。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，图1示出了一种通用解耦型运动模拟器的结构示意图，该通用解耦型运动模拟器包括基座8、驱动腿2、从动腿3、运动平台1和旋转机构4；所述基座8呈十字型结构并位于模拟器的底部，所述运动平台1为T字型结构并位于模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用解耦型运动模拟器，其特征在于它包括基座(8)、驱动腿(2)、从动腿(3)、运动平台(1)和旋转机构(4)；所述基座(8)呈十字型结构并位于模拟器的底部，所述运动平台(1)为T字型结构并位于模拟器的上部；所述驱动腿(2)由驱动部分和伸缩部分组成，所述驱动腿(2)为3个，3个驱动腿(2)各自的驱动部分分别与呈十字型的基座(8)的三端铰接，3个驱动腿(2)各自的伸缩部分分别与呈T字型结构的运动平台(1)的三端连接；所述从动腿(3)由固定杆(13)和活动杆(10)组成，所述从动腿(3)的固定杆(13)与所述基座(8)的上侧面中部固定连接，所述从动腿(3)的活动杆(10)与所述运动平台(1)的下侧面中部连接；所述旋转机构(4)包括旋转单元和驱动单元，所述旋转单元包括底座(19)、第一轴承(18)、旋转轴(17)和底盖(16)，所述底座(19)设置于所述运动平台(1)上侧面中部，所述旋转轴(17)通过所述底盖(16)安装于所述底座(19)上，且所述旋转轴(17)与所述底座(19)之间的旋转连接处设置第一轴承(18)；用于与座椅连接的座椅连接板(7)设置于所述旋转轴(17)上；所述驱动单元设置于呈T字型结构的运动平台(1)的一端上，所述驱动单元与所述座椅连接板(7)之间设置连杆(20)，通过所述驱动单元驱动所述连杆(20)使之带动所述座椅连接板(7)和旋转轴(17)旋转。...

【技术特征摘要】
1.一种通用解耦型运动模拟器，其特征在于它包括基座(8)、驱动腿(2)、
从动腿(3)、运动平台(1)和旋转机构(4)；所述基座(8)呈十字型结构
并位于模拟器的底部，所述运动平台(1)为T字型结构并位于模拟器的上部；
所述驱动腿(2)由驱动部分和伸缩部分组成，所述驱动腿(2)为3个，3个驱
动腿(2)各自的驱动部分分别与呈十字型的基座(8)的三端铰接，3个驱动腿
(2)各自的伸缩部分分别与呈T字型结构的运动平台(1)的三端连接；所述从
动腿(3)由固定杆(13)和活动杆(10)组成，所述从动腿(3)的固定杆(13)
与所述基座(8)的上侧面中部固定连接，所述从动腿(3)的活动杆(10)与
所述运动平台(1)的下侧面中部连接；所述旋转机构(4)包括旋转单元和驱
动单元，所述旋转单元包括底座(19)、第一轴承(18)、旋转轴(17)和底
盖(16)，所述底座(19)设置于所述运动平台(1)上侧面中部，所述旋转轴
(17)通过所述底盖(16)安装于所述底座(19)上，且所述旋转轴(17)与
所述底座(19)之间的旋转连接处设置第一轴承(18)；用于与座椅连接的座
椅连接板(7)设置于所述旋转轴(17)上；所述驱动单元设置于呈T字型结构
的运动平台(1)的一端上，所述驱动单元与所述座椅连接板(7)之间设置连
杆(20)，通过所述驱动单元驱动所述连杆(20)使之带动所述座椅连接板(7)
和旋转轴(17)旋转。
2.根据权利要求1所述的通用解耦型运动模拟器，其特征在于所述驱动单
元采用伺服电机(24)驱动丝杠(21)旋转、由丝杠(21)旋转带动设置其上
...

【专利技术属性】
技术研发人员：范守文，苏渊，张忠浩，曹金龙，张鑫，竺玉成，郭历农，余思佳，卢满怀，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51