三轴VR仿真平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三轴VR仿真平台，尤其是一种涉及虚拟现实数字娱乐领域的三轴VR仿真平台。本实用新型专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：三轴VR仿真平台，包括底座、旋转支撑单元、平台架、控制器、小齿轮、载体、两个电动缸和一个伺服电机，所述旋转支撑单元与底座之间通过推力轴承连接，所述旋转支撑单元上设置有大齿轮，所述小齿轮与伺服电机的输出轴连接，大齿轮和小齿轮啮合，平台架与旋转支撑单元通过万向节连接，平台架与旋转支撑单元和两个电动缸的连接点成等腰直角三角形分布，所述载体固定在平台架上，本实用新型专利技术的三轴VR仿真平台可以实现三个轴向方向的旋转运动，并且显著降低产品成本，简化运动模拟算法，提高可靠性。

Three-axis VR simulation platform

The utility model relates to a three-axis VR simulation platform, in particular to a three-axis VR simulation platform in the field of virtual reality digital entertainment. The technical scheme adopted by the utility model to solve its technical problems is a three-axis VR simulation platform, which comprises a base, a rotating support unit, a platform frame, a controller, a pinion, a carrier, two electric cylinders and a servo motor. The rotating support unit is connected with the base through a thrust bearing, and the rotating support unit is equipped with large gears, the pinion and the servo. The output shaft of the motor is connected, the big gear and the pinion are meshed, the platform frame and the rotary support unit are connected through universal joints, the connection points of the platform frame and the rotary support unit and the two electric cylinders are isosceles right-angled triangular distribution, and the carrier is fixed on the platform frame. The three-axis VR simulation platform of the utility model can realize three axial rotational movements, and significantly reduce production. Product cost, simplify motion simulation algorithm, improve reliability.

【技术实现步骤摘要】
三轴VR仿真平台
本技术涉及一种三轴VR仿真平台，尤其是一种涉及虚拟现实数字娱乐领域的三轴VR仿真平台。
技术介绍
物体在空间的运动，有六个自由度，分别是x,y,z三个方向的位移，和x,y,z三个方向的旋转。现有技术的的电动缸多轴仿真平台，例如公开号为CN202275529的专利公开文献所公开的六自由度模拟平台，采用如图1所示的结构形式，使用六个伺服电动缸，三角形立体连接，这种形式在仿真运动中，每一个自由度的运动，都会由六个缸联合运动实现，每个缸相互之间的运动耦合很多，因此其算法非常复杂，同时，由于伺服电动缸的价格高昂，使仿真平台的整机价格高昂，不利于市场推广。此外由于六个伺服电动缸之间相互影响，因此六伺服电动缸中只要一个出现问题就会影响整个设备的使用，此时哪怕是一个自由度的运动也无法完成，因此可靠性也较差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种可以实现升降运动和两个轴向方向旋转运动，并且显著降低产品成本，简化运动模拟算法，提高可靠性的三轴VR仿真平台。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：三轴VR仿真平台，包括底座、旋转支撑单元、平台架、控制器、小齿轮、载体、两个电动缸和一个伺服电机，所述旋转支撑单元与底座之间通过推力轴承连接，所述旋转支撑单元上设置有大齿轮，所述小齿轮与伺服电机的输出轴连接，所述大齿轮和小齿轮啮合，平台架与旋转支撑单元通过万向节连接，所述电动缸的顶端与平台架通过球铰连接，所述电动缸的底端与旋转支撑单元通过球铰连接，所述平台架与旋转支撑单元和两个电动缸的连接点成等腰直角三角形分布，所述载体固定在平台架上，所述控制器的信号输出端与伺服电机的控制信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与电动缸的控制信号输入端连接。进一步的是，所述万向节位于平台架的质心正下方。进一步的是，所述平台架上设置有陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端与控制器的信号输入端连接。进一步的是，所述旋转支撑单元上设置有安装架，所述安装架包括水平方向的万向节安装框架和两个竖直方向的电动缸安装框架,所述万向节安装在万向节安装框架上，所述电动缸的底部安装在电动缸安装框架上。进一步的是，所述底座上设置有安装台，所述安装台与底座连接处设置有加强筋。进一步的是，所述载体为汽车或者摩托车或者机舱或者座椅。进一步的是，所述旋转支撑单元上设置有角度传感器，所述角度传感器的控制信号输出端与控制器的信号输入端连接。本技术的有益效果是：本申请利用旋转支撑单元实现平台绕竖直方向的轴向转动，利用两个电动缸的伸缩来驱动平台架绕分别水平方向两个相互垂直的轴转动，由于本申请的平台架与旋转支撑单元和两个电动缸的连接点成等腰直角三角形分布，可以将自由度细分到单个的执行机构，使三个旋转运动相互之间没有耦合，从而互不影响，因此控制本申请的平台模拟运动的算法相对现有技术实现三轴转动的算法更加简单，并且其中一个轴向的故障并不会影响另一个轴向的正常运行，此外本申请只采用了两个电动缸，相比现有技术的六个电动缸的平台成本更低，更容易在数字娱乐消费领域得到推广应用。附图说明图1是现有技术中六缸电动平台的结构示意图。图2是本申请的装置组装图。图3是本申请的装置爆炸图。图4是本申请的机构平面排布图。图5是本申请的侧倾原理图。图中标记为：底座1、旋转支撑单元2、伺服电机3、安装架4、电动缸5、万向节6、平台架7、载体8。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步说明。如2、图3和图4所示的三轴VR仿真平台，包括底座1、旋转支撑单元2、平台架7、控制器、小齿轮、载体8、两个电动缸5和一个伺服电机3，所述旋转支撑单元2与底座1之间通过推力轴承连接，所述旋转支撑单元2上设置有大齿轮，所述小齿轮与伺服电机3的输出轴连接，所述大齿轮和小齿轮啮合，平台架7与旋转支撑单元2通过万向节连接，所述电动缸5的顶端与平台架7通过球铰连接，所述电动缸5的底端与旋转支撑单元2通过球铰连接，所述平台架7与旋转支撑单元2和两个电动缸5的连接点成等腰直角三角形分布，所述载体8固定在平台架7上，所述控制器的信号输出端与伺服电机3的控制信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与电动缸5的控制信号输入端连接。其中底座1作为其它结构部件的安装基础。由于旋转支撑单元2与底座1之间通过推力轴承连接，因此旋转支撑单元2可以相对底座1沿竖直方向的轴旋转。其中伺服电机3带动小齿轮转动，小齿轮带动与其啮合的大齿轮转动，大齿轮在带动旋转支撑单元2转动，从而实现平台绕竖直方向的轴向转动。如图5所示，两端分别与平台和旋转支撑单元2连接的电动缸5通过伸缩来驱动平台架7绕水平方向的轴转动。控制器用来运行控制算法，并将控制信号传递给伺服电机3和电动缸5。控制器可以采用单片机，PLC或者工控机。本申请利用旋转支撑单元2实现平台绕竖直方向的轴向转动，利用两个电动缸5的伸缩来驱动平台架7绕分别水平方向两个相互垂直的轴转动，由于本申请的平台架7与旋转支撑单元2和两个电动缸5的连接点成等腰直角三角形分布，可以将自由度细分到单个的执行机构，使三个旋转运动相互之间没有耦合，从而互不影响，因此控制本申请的平台模拟运动的算法相对现有技术实现三轴转动的算法更加简单，并且其中一个轴向的故障并不会影响另一个轴向的正常运行，此外本申请只采用了两个电动缸5，相比现有技术的六个电动缸5的平台成本更低，更容易在数字娱乐消费领域得到推广应用。本申请将万向节位于平台架7的质心正下方。可以使平台的倾覆力矩最小，让电动缸5用最小的力就可以驱动平台架7转动。所述平台架7上设置有陀螺仪，所述陀螺仪的信号输出端与控制器的信号输入端连接。利用陀螺仪可以平台x方向和y方向的倾斜信号同时反馈给控制器，以便作出相应的修正补偿，从而精准模拟平台随地面的倾斜和颠簸。所述旋转支撑单元2上设置有安装架4，所述安装架4包括水平方向的万向节安装框架和两个竖直方向的电动缸5安装框架,所述万向节安装在万向节安装框架上，所述电动缸5的底部安装在电动缸5安装框架上。水平方向的万向节安装框架和竖直方向的电动缸5安装框架组成两个“L”形，使电动缸5、平台架7和旋转支撑单元2可以紧凑地安装到一起，减少了占用空间，使两个电动缸5及万向节对安装架4的反作用力分布更加合理。为了便于旋转支撑单元2和底座1的安装，本申请在所述底座1上设置有安装台，所述安装台与底座1连接处设置有加强筋。加强筋可以增加底座1或安装台整体结构的强度和刚度，提高设备的承载能力，减小平台运行过程中产生的形变。载体8与平台之间可以采用模块化的接口，可以根据具体的娱乐项目而选择汽车或者摩托车或者机舱或者座椅。所述旋转支撑单元2上设置有角度传感器，所述角度传感器的控制信号输出端与控制器的信号输入端连接。旋转支撑单元2内置旋转角度传感器的角度信号同时反馈给控制器，以便作出相应的修正补偿，精准模拟z轴水平面内的旋转动作，从而实现行驶拐弯的动作模拟。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三轴VR仿真平台，其特征在于：包括底座(1)、旋转支撑单元(2)、平台架(7)、控制器、小齿轮、载体(8)、两个电动缸(5)和一个伺服电机(3)，所述旋转支撑单元(2)与底座(1)之间通过推力轴承连接，所述旋转支撑单元(2)上设置有大齿轮，所述小齿轮与伺服电机(3)的输出轴连接，所述大齿轮和小齿轮啮合，平台架(7)与旋转支撑单元(2)通过万向节(6)连接，所述电动缸(5)的顶端与平台架(7)通过球铰连接，所述电动缸(5)的底端与旋转支撑单元(2)通过球铰连接，所述平台架(7)与旋转支撑单元(2)和两个电动缸(5)的连接点成等腰直角三角形分布，所述载体(8)固定在平台架(7)上，所述控制器的信号输出端与伺服电机(3)的控制信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与电动缸(5)的控制信号输入端连接。

【技术特征摘要】
1.三轴VR仿真平台，其特征在于：包括底座(1)、旋转支撑单元(2)、平台架(7)、控制器、小齿轮、载体(8)、两个电动缸(5)和一个伺服电机(3)，所述旋转支撑单元(2)与底座(1)之间通过推力轴承连接，所述旋转支撑单元(2)上设置有大齿轮，所述小齿轮与伺服电机(3)的输出轴连接，所述大齿轮和小齿轮啮合，平台架(7)与旋转支撑单元(2)通过万向节(6)连接，所述电动缸(5)的顶端与平台架(7)通过球铰连接，所述电动缸(5)的底端与旋转支撑单元(2)通过球铰连接，所述平台架(7)与旋转支撑单元(2)和两个电动缸(5)的连接点成等腰直角三角形分布，所述载体(8)固定在平台架(7)上，所述控制器的信号输出端与伺服电机(3)的控制信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与电动缸(5)的控制信号输入端连接。2.如权利要求1所述的三轴VR仿真平台，其特征在于：所述万向节位于平台架...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，兰德平，
申请(专利权)人：成都奇天幻影数字娱乐有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51