一种五个自由度飞行模拟平台制造技术

一种五个自由度飞行模拟平台，本发明专利技术涉及一种模拟平台，本发明专利技术的目的是为了解决现有技术中需要一种体积小、质量轻可承担较大质量，并且具有大工作空间以及五个自由度可以灵活运动的运动模拟平台的问题，它包括支撑底座、第二层运动平台、第三层运动平台和顶层运动平台；第二层运动平台沿X轴和Y轴安装在支撑底座上，第三层运动平台滑动设置在第二层运动平台上，且顶层运动平台安装在第三层运动平台上；支撑底座包括底部框架、X向电动缸、Y向电动缸和四个十字滑块组件；十字滑块组件包括X向导轨、Y向导轨和十字滑块；每两个X向导轨沿直线设置安装在第二层运动平台上，Y向电动缸的缸体固定座滑动设置在底部框架上。本发明专利技术属于运动模拟机构。动模拟机构。动模拟机构。

【技术实现步骤摘要】
一种五个自由度飞行模拟平台


[0001]本专利技术涉及一种模拟平台，具体涉及一种五个自由度飞行模拟平台，属于运动模拟机构。

技术介绍

[0002]随着运动模拟机构的发展，在众多领域上针对运动模拟机构都得到了广泛的应用。小体积、轻重量的大负载并具有较大工作空间的运动模拟机构在未来很多领域上都具有非常广泛的应用场景。在真实的生产飞行器上的产品中，需要在有限的实验空间中对生产产品针对其在不同的飞行工况下进行试验以验证其工作性能，这不仅要求模拟器承载生产产品的自身重量还需要提供针对不同工作条件的模拟运动。要实现上述功能，便需要一种体积小、质量轻可承担较大质量，并且具有大工作空间以及五个自由度可以灵活运动的运动模拟平台。为此，采用传统的并联或者混联运动模拟机构是无法实现。针对这个问题，本专利技术提出一种针对模拟飞机主要飞行工况具有五个自由度的混联构型的新型模拟平台。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中需要一种体积小、质量轻可承担较大质量，并且具有大工作空间以及五个自由度可以灵活运动的运动模拟平台的问题，提出的一种五个自由度飞行模拟平台。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种五个自由度飞行模拟平台，它包括支撑底座、第二层运动平台、第三层运动平台和顶层运动平台；第二层运动平台沿X轴方向和Y轴方向滑动安装在支撑底座上，第三层运动平台滑动连接设置在第二层运动平台上，且顶层运动平台安装在第三层运动平台上；
[0006]支撑底座包括底部框架、X向电动缸、Y向电动缸和四个十字滑块组件；十字滑块组件包括X向导轨、Y向导轨和十字滑块；底部框架为长方形框体，四个十字滑块组件分别设置在长方形框体的四个角处，X向导轨和Y向导轨垂直设置，十字滑块的Y向滑块与Y向导轨滑动设置，十字滑块的X向滑块与X向导轨滑动设置，四个Y向导轨平行设置，每两个Y向导轨沿直线设置安装在底部框架的一侧框的两端上，四个X向导轨平行设置，且每两个X向导轨沿直线设置安装在第二层运动平台上，X向电动缸的缸体固定座滑动设置在底部框架上，X向电动缸伸缩杆的伸缩端通过连接销轴和三角耳座与第二层运动平台连接，Y向电动缸的缸体固定座滑动设置在底部框架上，Y向电动缸伸缩杆的伸缩端通过连接销轴和三角耳座与第二层运动平台连接，X向电动缸和Y向电动缸垂直设置。
[0007]X向电动缸伸缩杆的中心线与X向导轨的中心线平行设置，Y向电动缸伸缩杆的中心线与Y向导轨的中心线平行设置。
[0008]优选地，第二层运动平台包括第二层框架、X向电动缸连接架、Y向电动缸连接架、第一绕X轴转动电动缸连接架和四组支撑辊轮组件；X向电动缸连接架和Y向电动缸连接架固定安装在第二层框架的底端上，第一绕X轴转动电动缸连接架固定安装在第二层框架上，
四组支撑辊轮组件均布设置安装在第二层框架上，第二层框架为长方体框架，每两个X向导轨沿直线设置安装在第二层框架底端上。
[0009]优选地，每组支撑辊轮组件包括辊轮支撑架、支撑辊轮和限位辊轮；辊轮支撑架固定安装在第二层框架上，支撑辊轮转动连接安装在辊轮支撑架上，限位辊轮转动连接安装在支撑辊轮上方的辊轮支撑架上。
[0010]优选地，第三层运动平台包括弧形架、绕X轴转动电动缸和第二绕X轴转动电动缸连接架；第二绕X轴转动电动缸连接架安装在弧形架上，绕X轴转动电动缸伸缩杆的伸缩端与第二绕X轴转动电动缸连接架转动连接，绕X轴转动电动缸缸体固定座与第一绕X轴转动电动缸连接架转动连接，弧形架设置在四组支撑辊轮组件上，绕X轴转动电动缸的中心线与Y向电动缸的中心线重合。
[0011]优选地，第三层运动平台包括弧形架、绕X轴转动电动缸和第二绕X轴转动电动缸连接架；第二绕X轴转动电动缸连接架安装在弧形架上，绕X轴转动电动缸伸缩杆的伸缩端与第二绕X轴转动电动缸连接架转动连接，绕X轴转动电动缸缸体固定座与第一绕X轴转动电动缸连接架转动连接，弧形架设置在四组支撑辊轮组件上。
[0012]优选地，弧形架包括弧形板架体和两个弧形板；两个弧形板并排平行设置，且两个弧形板通过弧形板架体固定连接，每个弧形板分别设置在两个支撑辊轮上方，并位于辊轮支撑架上限位辊轮的下方。
[0013]优选地，顶层运动平台包括台面和两组同步电动缸；两组同步电动缸安装在弧形架上，台面安装在两组同步电动缸的顶端上。
[0014]优选地，顶层运动平台还包括四组耳座；四组耳座安装在台面的下端面上，每组同步电动缸顶端分别与两组耳座固定连接。
[0015]优选地，每组同步电动缸包括电动缸、同步轴和两个转换器；电动缸与同步轴固定连接，转换器之间通过同步轴传动连接，每个转换器的顶端通过销轴与一组耳座转动连接。
[0016]优选地，每个转换器外壳上安装有一个转换器连接轴，转换器通过转换器连接轴安装在弧形架上。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1、适应于大载荷产品的工况模拟。采用了四层运动平台相互串联的混联形式，由于第三层平台的弧形支撑结构使得整体结构更加紧凑承载能力更强。
[0019]2、设备本身重量轻，刚度大，结构紧凑。5个自由度的串联机构通常需要多层结构来实现自由度需求。本次设计的五个自由度采用混联的机构构型实现，减少了结构复杂性，降低高度、减轻重量和提高刚度。
[0020]3、方便控制，工作空间大。结构设计合理。
[0021]4、本申请第三层运动平台3是实现绕X轴方向自由度的关键，使得模拟平台的结构更加紧凑，体积更小，并且它采用了特殊的结构大大增加了其自身的承载能力。
[0022]5、本申请绕X轴转角自由度。模拟平台的X方向自由度是依靠安装在第二层运动平台2上的电动缸推动第三层运动平台实现的，它的运动是独立，可以实现与其他运动之间的联动。通过标定调整其两极限位置在
±7°
。
[0023]6、X方向、Y方向移动。在支撑底座1与第二层运动平台2实现了一个并联机构，具有沿着X方向以及Y方向的自由度，分别由X方向的电动缸以及Y方向的电动缸的驱动实现其自
由度上的运动功能。
[0024]7、沿Z轴自由度旋转以及绕Y轴自由度旋转。通过与顶层运动平台4连接的两组同步电动缸18实现，当两组同步电动缸18同步伸出便可以实现沿Z轴方向的自由度。异步伸出时便可以实现绕Y轴的旋转自由度。
附图说明
[0025]图1为本申请的整体结构示意图；
[0026]图2为本专利技术支撑底座1的示意图；
[0027]图3为十字滑块组件放大图；
[0028]图4为支撑底座1上X向电动缸10或Y向电动缸11滑动设置在底部框架1
‑
1上示意图。
[0029]图5为本专利技术第二层运动平台2的示意图；
[0030]图6为本专利技术支撑底座1和第二层运动平台2机构运动简图；
[0031]图7为本专利技术第三层运动平台3的示意图；
[0032]图8为本专利技术第三层运动平台3设置在第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五个自由度飞行模拟平台，其特征在于：它包括支撑底座(1)、第二层运动平台(2)、第三层运动平台(3)和顶层运动平台(4)；第二层运动平台(2)沿X轴方向和Y轴方向滑动安装在支撑底座(1)上，第三层运动平台(3)滑动连接设置在第二层运动平台上(2)，且顶层运动平台(4)安装在第三层运动平台(3)上；支撑底座(1)包括底部框架(1
‑
1)、X向电动缸(10)、Y向电动缸(11)和四个十字滑块组件；十字滑块组件包括X向导轨(8)、Y向导轨(5)和十字滑块；底部框架(1
‑
1)为长方形框体，四个十字滑块组件分别设置在长方形框体的四个角处，X向导轨(8)和Y向导轨(5)垂直设置，十字滑块的Y向滑块(6)与Y向导轨(5)滑动设置，十字滑块的X向滑块(7)与X向导轨(8)滑动设置，四个Y向导轨(5)平行设置，每两个Y向导轨(5)沿直线设置安装在底部框架(1
‑
1)的一侧框的两端上，四个X向导轨(8)平行设置，且每两个X向导轨(8)沿直线设置安装在第二层运动平台上，X向电动缸(10)的缸体固定座滑动设置在底部框架(1
‑
1)上，X向电动缸(10)伸缩杆的伸缩端通过连接销轴(13)和三角耳座(12)与第二层运动平台连接，Y向电动缸(11)的缸体固定座滑动设置在底部框架(1
‑
1)上，Y向电动缸(11)伸缩杆的伸缩端通过连接销轴(13)和三角耳座(12)与第二层运动平台连接，X向电动缸(10)和Y向电动缸(11)垂直设置。2.根据权利要求1所述一种五个自由度飞行模拟平台，其特征在于：第二层运动平台(2)包括第二层框架(2
‑
1)、X向电动缸连接架(17
‑
1)、Y向电动缸连接架(17
‑
2)、第一绕X轴转动电动缸连接架(17)和四组支撑辊轮组件；X向电动缸连接架(17
‑
1)和XY向电动缸连接架(17
‑
2)固定安装在第二层框架(2
‑
1)的底端上，第一绕X轴转动电动缸连接架(17)固定安装在第二层框架(2
‑
1)上，四组支撑辊轮组件均布设置安装在第二层框架(2
‑
1)上，第二层框架(2
‑
1)为长方体框架，每两个X向导轨(8)沿直线设置安装在第二层框架(2
‑
1)底端上。3.根据权利要求1所述一种五个自由度飞行模拟平台，其特征在于：每组支撑辊轮组件包括辊轮支撑架、支撑辊轮(16)和限位辊轮(15)；辊轮支撑架固定安装在第二层框架(2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：薛渊，王智海，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：