一种模拟三轴运动平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种模拟三轴运动平台，不采用液压或气压技术，具有结构设计简化及制造成本降低的优点，包括一两轴运动平台及一第三轴运动机组，其中，该两轴运动平台包括两组结构相同的凸轮连杆驱动组，且正交配置于一铺设于地面基础上的基底平台上，当该两组呈正交配置的凸轮驱动组分别在不同时间或在同一时间同步进行一个自由度旋转运动，该两轴运动平台所设的一活动平台，将相对于所述基底平台进行一个或两个自由度旋转运动；该第三轴运动机组设有一转动平台，且枢设于在该活动平台的上面，以增加另一自由度旋转运动；该模拟三轴运动平台的各轴设有位置反馈传感器，以感测各轴进行一个自由度旋转运动时的运动位移信息，可提高仿真三轴运动的精确度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种模拟三轴运动平台，特别是涉及ー种不使用液压或气压系统的三轴动态仿真装置。
技术介绍
传统的三轴动态仿真装置，大都采用液压或气压技术来达成3D动态仿真的目的，但其缺点为体积较庞大，所需组件与维护需求较多，且组装困难及不易维修，在成本与维护效益的考虑下较不经济。而不采用液压或气压技术的机械式三轴运动平台，例如，美国第5036724号专利公开的机械装置，其缺点为机构设计繁复，且造成运动控制不易及机构整体刚性不足，无法 完全输出扭力。
技术实现思路
因此，本技术的目的在于设计一种模拟三轴运动平台，不使用液压或气压技术、具有结构设计简化、工作空间不受限制及制造成本降低的优点。所述模拟三轴运动平台，包括一两轴运动平台及一第三轴运动机组，其中，该两轴运动平台包括一铺设于地面基础上的基底平台、一固定地设置在该基底平台上的立柱、一固定地设置在该立柱的顶部上的万向关节轭机构、一可进行两个自由度旋转运动的活动平台及两组呈正交配置的模块化凸轮驱动组，而且，该活动平台设有两个呈正交配置的承接座；每组凸轮驱动组包括一可进行ー个自由度运动的凸轮连杆，且该凸轮连杆的上端部与该活动平台的其中一个承接座构成枢接连接；该万向关节轭机构为具备两个自由度旋转运动的连接结构，锁固在该立柱与该活动平台之间，以支撑且限制该活动平台相对该基底平台进行两个自由度旋转运动；而所述第三轴运动机组包括一可进行ー个自由度运动的转动平台，且该转动平台枢设于该两轴运动平台的活动平台上面。本技术的模拟三轴运动平台，于每ー轴的驱动轴上设有一光遮断片、ー编码器或一电位计的其中ー种，当该模拟三轴运动平台的每ー轴进行ー个自由度旋转运动时，可用于感测每ー轴的旋转区域。本技术的模拟三轴运动平台，于所述两轴运动平台的基底平台与活动平台之间，至少设有ー组位置反馈传感器，可用于感测该活动平台进行ー个或两个自由度旋转运动时的运动位移信号；而且，该位置反馈传感器可选用线性电阻器、编码器、电位计、加速计、光学表尺或陀螺仪中的ー种。本技术的模拟三轴运动平台，在所述两轴运动平台的活动平台与第三轴运动机组之间，设有一第三轴位置反馈传感器，以感测该第三轴运动机组的转动平台进行第三轴旋转运动时的运动位移信息，而且，该第三轴位置反馈传感器可选用线性电阻器、编码器、电位计、加速计、光学表尺或陀螺仪中的ー种。本技术的模拟三轴运动平台，在所述第三轴运动机组的转动平台的侧边，设有一第三轴光遮断片，配合设置在所述两轴运动平台的活动平台上面的光遮断传感器，可用于感测该转动平台的旋转区域。本技术的模拟三轴运动平台，于所述第三轴运动机组的转动平台上，设有ー编码器或一电位计，可用于感测该转动平台的旋转区域。本技术的模拟三轴运动平台，于所述第三轴运动机组的转动平台上，设有ー座舱，且经过接ロ由计算机系统实时控制所述转动平台及座舱一起进行3D动态仿真运动，而且，该座舱至少设有ー显示单元、一光效单元或一音效单元，由计算机系统按照预设的剧本情节实时产生具虚拟实境场景及适时搭配光、音效果的仿真3D动态运动。本技术的模拟三轴运动平台，可运用于游戏系统、教学训练系统、导览系统、动感电影院与虚拟实境等系统，且具备以下突出的优点I.使用两组组呈正交配置的凸轮驱动组，可以简化驱动机构与运动控制设计的复杂度，尤其将两组组凸轮驱动组采用模块化结构设计，更有利于简化设计、縮小工作空间限制及降低制造成本；2.使用光遮断片与光遮断传感器的组合感测凸轮驱动组的凸轮旋转区域，可避免凸轮驱动组遇到运动学上的分支多解问题，大幅降低控制的复杂度；3.使用位置反馈传感器(例如线性电阻)感测两轴运动平台的活动平台进行X轴或Y轴旋转运动的位移信号，可以避免机械式传感器常因加工尺寸公差与组装误差而造成发生信号感测误差，以提高两轴运动平台的控制精确度。附图说明图I为本技术的模拟三轴运动平台示意图。图2为图I的模拟三轴运动平台包括一两轴运动平台及一第三轴运动机组的分解图。图3为图I的模拟三轴运动平台的局部剖面放大图。图4为图I的模拟三轴运动平台的局部俯视放大图，以及说明图I的模拟三轴运动平台使用两组呈正交配置的凸轮驱动组的示意图。图5为本技术的凸轮驱动组示意图。图6为图I的模拟三轴运动平台结合座舱共同组成ー种游戏机的示意图。附图标记10……模拟三轴运动平台20……两轴运动平台21……基底平台22……立柱23……万向关节轭机构24……活动平台25……承接座26……枢轴27……容纳座30……凸轮驱动组31......马达32......减速机构33......驱动轴34......凸轮35……偏心轴36……凸轮连杆37......轴孔38......球面轴承51……第一光遮断片52……第二光遮断片53……光遮断传感器55……位置反馈传感器56……线性电阻器60……第三轴运动机组61……转动平台62……第三轴马达63......减速机构64......第一齿轮65......第二齿轮66......固定轴67……轴承71……第三轴光遮断片 73……光遮断传感器75……第三轴位置反馈传感器80……输入/输出单元90……座舱91......显示单元92......光效单元93......音效单元具体实施方式如图I及图2所示，本技术的模拟三轴运动平台10，包括一两轴运动平台20及一第三轴运动机组60，不使用液压或气压系统，而具备三个自由度旋转运动。该两轴运动平台20的基本构造，包括一基底平台21、一立柱22、一万向关节轭机构23、一活动平台24及两组呈正交配置的凸轮驱动组30。其中，该两轴运动平台20的活动平台24具备两个自由度旋转运动，而所述第三轴运动机组60枢设于该活动平台24的上面，另外具备ー个自由度旋转运动。该基底平台21是具有坚固刚性的板材，铺设于地面基础上，且供所述立柱22及所述凸轮驱动组30锁固于上面。该立柱22是具一定高度及具坚固刚性的柱状物体，其底部锁固在该基底平台21上面，其顶部供所述万向关节轭机构23锁固于上面。该活动平台24是具有坚固刚性的板材，其底面与所述万向关节轭机构23连接ー起。该万向关节轭机构23是具备两个自由度旋转运动的现有机构，其用途为锁固在所述立柱22的顶部与所述活动平台24的底部之间，且作为支撑且限制该活动平台24相对所述基底平台21进行至少两个自由度旋转运动的连接结构。如图2或图3所示，该万向关节轭机构23可以进行X轴方向的单轴旋转运动(以下简称第一轴旋转运动)、或Y轴方向的单轴旋转运动(以下简称第二轴旋转运动)、或混合X轴与Y轴方向的双轴旋转运动(以下简称两轴旋转运动)。当所述万向关节轭机构23产生第一轴旋转运动或第二轴旋转运动或两轴旋转运动的时候，该活动平台24将一起伴随该万向关节轭机构23同步进行旋转运动。如图2至图4所示，该活动平台24的底面，以所述立柱22的纵向轴线为中心点、再朝着X轴方向与Y轴方向以相等跨距为条件，各设置ー承接座25，而且，当所述活动平台24驻留在水平的位置吋，该活动平台24的两个承接座25是呈现正交配置。姆个承接座25各设有ー枢轴26,该两个承接座25的配置方式，除满足上述正交配置的条件外，该两个承接座25的枢轴26还需满足相互平行的排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟三轴运动平台，包括一两轴运动平台及一第三轴运动机组，其特征在于：该两轴运动平台包括一铺设于地面基础上的基底平台、一固定地设置在该基底平台上的立柱、一固定地设置在该立柱的顶部上的万向关节轭机构、一可进行两个自由度旋转运动的活动平台及两组呈正交配置的凸轮驱动组，其中，该活动平台设有两个呈正交配置的承接座；每组凸轮驱动组包括一可进行一个自由度运动的凸轮连杆，且该凸轮连杆的上端部与该活动平台的其中一个承接座构成枢接连接；该万向关节轭机构为具备两个自由度旋转运动的连接结构，锁固在该立柱与该活动平台之间，以支撑且限制该活动平台相对该基底平台进行两个自由度旋转运动；第三轴运动机组包括一可进行一个自由度运动的转动平台，且该转动平台枢设于该两轴运动平台的活动平台上面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖俊旭，张松魁，
申请(专利权)人：领航数位国际股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：