基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，包括底座框架、驱动装置、麦克纳姆轮和载具平台；所述驱动装置固定在底座框架的内侧，所述驱动装置包括伺服电机和与其对应的减速机；所述麦克纳姆轮与所述减速机连接，且麦克纳姆轮的顶点高于底座框架的顶部，形成凸出的接触点；所述载具平台置于底座框架的顶部，与麦克纳姆轮凸出的接触点接触，形成支撑点。本实用新型专利技术提高了平台的运动效率，在达到同样运动效果的前提下，减小了设备的体积，设备更加便携轻便，且占用空间小，运输方便，同时降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台
本技术涉及一种运动仿真平台，具体而言涉及一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台。
技术介绍
仿真运动设备已经应用于多领域多行业中，其中就包括VR行业，多自由度VR座椅就是VR行业中较为常见的一种仿真运动设备。但是此类仿真运动设备多数是采用两条或多条电动缸，气缸或液压缸的直线运动组合形成多自由度，而这种仿真运动设备的主要问题是：当需要较大的偏转角度时，所需电缸，气缸或液压缸也需要较大的自身行程，因此设备的体积也需要相应的增加，从而导致设备具有较大的体积，运输不便，同时也增加了设备的成本。
技术实现思路
本技术针对现有的缺陷和不足，提出了一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，该运动平台便携轻便，占用空间小，运动效率高。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，包括：底座框架、驱动装置、麦克纳姆轮和载具平台；所述驱动装置包括伺服电机和与其对应的减速机，驱动装置固定在底座框架的内侧；所述麦克纳姆轮包括轮毂和滚珠，所述轮毂的外圈设有轴杆，所述滚珠套设在轴杆上，滚珠绕轴杆进行转动，所述麦克纳姆轮的中心设有轴孔，所述轴孔与减速机的输出轴连接，且麦克纳姆轮的顶点高于底座框架的顶部，形成凸出的接触点；所述载具平台置于底座框架的顶部，与麦克纳姆轮凸出的接触点接触，形成支撑点。进一步地，所述驱动装置至少设有三组，并通过支撑板固定在底座框架的内侧。进一步地，所述支撑板为L型，支撑板的一端通过螺栓固定在底座框架上，支撑板的另一端通过螺栓固定在减速机上。进一步地，所述载具平台的下表面为球形面，与麦克纳姆轮凸出的接触点接触，所述载具平台的上表面为平面，用于安装功能载体。进一步地，所述基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台设有控制器，用于控制伺服电机的启动和停止。进一步地，所述控制器为STM32系列嵌入式控制器，固定到固定框架的底部，电连接到所述伺服电机。进一步地，所述底座框架为钢制框架制成的笼式结构。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：通过电机驱动本技术设有的麦克纳姆轮的轮毂进行旋转运动，以及使滚珠绕轮毂上的轴杆进行转动，使得麦克纳姆轮在两个方向的组合运动下可以做到45°方向旋转，在三组驱动组件的协同作用下，实现运动平台的倾斜姿态和360°旋转姿态。通过采用麦克纳姆轮与驱动装置直接连接，代替了电缸直线运动组件，提高平台的运动效率，在达到同样运动效果的前提下，减小了设备的体积，设备更加便携轻便，且占用空间小，运输方便，同时降低了生产成本。附图说明图1是本技术的基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台的结构示意图。图2是本技术的底部框架、驱动装置及麦克纳姆轮的结构示意图。图3是图2中B处的局部放大图。图4是本技术的底部框架、驱动装置及麦克纳姆轮的俯视图。图5是本技术的麦克纳姆轮的前视图。图6是本技术的减速机和麦克纳姆轮连接的剖视图。图7是本技术的底部框架、驱动装置及麦克纳姆轮的正视图。图8是本技术的减速机的前视图。图9是本技术的减速机的轴侧图。图10是本技术的麦克纳姆轮的轴侧图。图11是图1中A处的局部放大图。图12是本技术的基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台与座椅结合的结构示意图。附图标记说明：10、底座框架；20、驱动装置；21、支撑板；22、减速机；23、伺服电机；24、减速机输出轴；30、麦克纳姆轮；31、轮毂；32、滚珠；40、载具平台。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。结合图1，根据本技术公开的示例的一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，包括：底座框架10、驱动装置20、麦克纳姆轮30和载具平台40；如图1-3所示，驱动装置20包括伺服电机23和与其对应的减速机22，驱动装置20通过支撑板21固定在底座框架10的内侧；本实施例中优选为三组驱动装置，且减速机22优选为蜗杆减速机。优选地，底座框架为钢制框架制成的笼式结构，以实现对搭载到其上的载具和虚拟仿真座椅的制成，结合图12所示。其中，如图4所示，支撑板21为L型，支撑板21的一端通过螺栓固定在底座框架10上，支撑板21的另一端通过螺栓固定在减速机22上。如图5-9所示，麦克纳姆轮30的中心设有轴孔，轴孔与减速机输出轴24连接，且麦克纳姆轮30的顶点高于底座框架10的顶部，形成凸出的接触点。如图5、10所示，麦克纳姆轮30包括轮毂31和滚珠32，轮毂31的外圈设有轴杆，所述滚珠32套设在轴杆上，所述滚珠32绕轴杆进行转动；本实施例的麦克纳姆轮优选双排轮结构。如图1、11所示，载具平台40置于底座框架10的顶部，与麦克纳姆轮30凸出的接触点接触，形成支撑点。如图11、12所示，载具平台40的下表面为球形面，与麦克纳姆轮凸出的接触点接触，载具平台40的上表面为平面，用于安装功能载体，如座椅。另外，本技术的基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台设有控制器，用于控制伺服电机的启动和停止以及正反转切换。优选地，控制器为STM32系列嵌入式控制器，固定到固定框架10的底部，电连接到所述伺服电机20。本技术的基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台的使用方法如下：电机驱动麦克纳姆轮的轮毂31进行旋转运动，以及使滚珠32绕轮毂31上的轴杆进行转动，使得麦克纳姆轮30在两个方向的组合运动下可以做到45°方向旋转。当三组电机的任意一电机旋转轴旋转时，载具平台40则与电机旋转轴旋转的相反方向做倾斜姿态；当任意两电机旋转轴同时同速做顺时针或逆时针运动时，载具平台40也能达到倾斜效果；当任意两电机旋转轴做相反方向同速转动，另一电机不转动时，载具平台40做旋转运动；当任意两电机旋转轴做不同速旋转，另一电机不转动时，载具平台40可与任一电机旋转轴旋转方向呈夹角方向旋转。通过三组驱动组件以上的协同作用，最终实现该运动平台的倾斜姿态和360°旋转姿态。虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本技术。本技术所属
中具有通常知识者，在不脱离本技术的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本技术的保护范围当视权利要求书所界定者为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，其特征在于，包括：底座框架、驱动装置、麦克纳姆轮和载具平台；/n所述驱动装置包括伺服电机和与其对应的减速机，驱动装置固定在底座框架的内侧；/n所述麦克纳姆轮包括轮毂和滚珠，所述轮毂的外圈设有轴杆，所述滚珠套设在轴杆上，滚珠绕轴杆进行转动，所述麦克纳姆轮的中心设有轴孔，所述轴孔与减速机的输出轴连接，且麦克纳姆轮的顶点高于底座框架的顶部，形成凸出的接触点；/n所述载具平台置于底座框架的顶部，与麦克纳姆轮凸出的接触点接触，形成支撑点。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，其特征在于，包括：底座框架、驱动装置、麦克纳姆轮和载具平台；
所述驱动装置包括伺服电机和与其对应的减速机，驱动装置固定在底座框架的内侧；
所述麦克纳姆轮包括轮毂和滚珠，所述轮毂的外圈设有轴杆，所述滚珠套设在轴杆上，滚珠绕轴杆进行转动，所述麦克纳姆轮的中心设有轴孔，所述轴孔与减速机的输出轴连接，且麦克纳姆轮的顶点高于底座框架的顶部，形成凸出的接触点；
所述载具平台置于底座框架的顶部，与麦克纳姆轮凸出的接触点接触，形成支撑点。


2.根据权利要求1所述的基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，其特征在于：所述驱动装置至少设有三组，并通过支撑板固定在底座框架的内侧。


3.根据权利要求2所述的基于麦克纳姆轮的多自由度仿真运动平台，其特征在于：所述支撑板为L型，支撑板的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：相铁武，王赛进，王保，邵亚，
申请(专利权)人：南京全控航空科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32