CN104981856B - 运动控制设备 - Google Patents

Abstract

一种运动模拟器(10)具有固定在载具平台(14)上的车舱(12)，所述载具平台通过运动控制设备(52，54，56，58)支撑，每个运动控制设备都具有沿着倾斜路径平移的轴承，所述运动控制设备一起给所述载具平台提供六个运动自由度。

Description

运动控制设备

本发明涉及用于控制例如具有六个运动自由度的运动控制模拟器乘员站等的运动的运动控制设备。

斯图尔特平台(Stewart platform)或六轴平台(hexapod)具有由六个可伸缩支柱相对于基部控制的用户平台。支柱承受平台和用户的全部重量。该设备会非常大且非常重。由于支柱提供的大范围运动以提供足够的运动，该设备会非常高，使得可能需要具有足够数量台阶的楼梯以便进出运动模拟器。此外，需要稳定平台下方大体积的死空间，使得人和物体在模拟器工作时不会被压在模拟器下面。这种构造类型的支柱必须相当地强劲，并且难以提供高带宽用于水平运动并且难以提供高的水平力和加速度。这种类型的模拟器可以用于不需要模拟高的水平力和加速度的类型的航空器，但是这种类型是普遍不现实的，因为例如机动赛车的一些真实车辆例如当制动或加速时以及当转弯时会受到非常高的水平力和加速度。

GB-A-2378687公开了设有四个运动控制设备的运动模拟器，每个运动控制设备都具有摇臂形式的第一支撑件，该第一支撑件枢转地连接到第二支撑件，第二支撑件可沿着直线轨道滑动。四个摇臂枢转地连接到两个支撑导轨，这两个支撑导轨支撑承载单座车舱的平台。每个运动控制设备还包括第三支撑件，该第三支撑件在远离摇臂与第二支撑件的枢转连接轴的位置处枢转地连接到摇臂上。该第三支撑件可相对于第二支撑件运动，这种相对运动使摇臂围绕第二支撑件旋转。公开的设置允许运动模拟具有6个自由度，即，围绕三个垂直轴旋转，加上向后/向前平移波动，上/下平移起伏以及左/右平移摇摆。然而，已经发现使用相对较小的电动机的摇臂型设置来提供高水平的起伏和波动是有挑战性的。这些挑战包括必须使摇臂相对较大以实现所需的运动范围，但是这就增大了摇臂的大小，从而导致系统刚度不足。刚度不足使其在系统中难以实现良好的位移、速度和频率响应带宽。

本发明的目的是至少在一定程度上缓解现有技术的至少一个问题。本发明的可选的目的是提供一种有用的运动控制设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制例如具有六个运动自由度的运动模拟器乘员站等的运动的运动控制设备，所述设备包括至少一个高度控制器，用于控制第一支撑件相对于其第二支撑件的高度，其中所述高度控制器包含楔形物，所述楔形物设置成以楔作用楔形地控制所述第一支撑件相对于所述第二支撑件的高度。

所述楔形物是非常有利的。所述楔形物不像现有装置一样以易受扭转或弯曲的影响为主要方式来传递运动。所述设备能够并入具有六个自由度的模拟器中，其中可以实现良好的位移、速度和频率带宽，在包括波动和起伏的全部六个自由度中包括异常良好的性能。所述设备还有利地允许比摇臂型设计显著更直线的电动机力以起伏响应曲线。

在优选实施例中，所述设备可以用于传递运动模拟器的运动，并且所述高度控制器可以包括用于定位第一支撑件的高度的可移动的高度定位装置，所述楔形物设置成以楔作用楔形地定位所述第一支撑件相对于所述第二支撑件的高度。

所述第一支撑件可以平移地连接到所述第二支撑件上，用于沿着倾斜路径相对于所述第二支撑件运动。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于控制例如具有六个运动自由度的运动模拟器乘员站等的运动的运动控制设备，所述设备包括至少一个高度控制器，用于控制第一支撑件相对于其第二支撑件的高度，其中所述第一支撑件平移地连接到所述第二支撑件上，用于沿着倾斜路径相对于所述第二支撑件运动。

沿着倾斜路径平移是非常有利的。它不依赖于以扭转或弯曲为主要方式来传递运动。所述设备能够并入具有六个自由度的模拟器中，其中可以实现良好的位移、速度和频率带宽，在包括波动和起伏的全部六个自由度中包括异常良好的性能。所述设备还有利地允许比摇臂型设计显著更直线的电动机力起伏响应曲线。

所述高度控制器可以包括楔形物，所述楔形物用于以楔作用控制所述第一支撑件与所述第二支撑件之间的相对运动。

所述倾斜路径可以在或者基本上在倾斜平面内(即，平面的)并且优选地是直的或基本上直的。

所述运动控制设备可以被配置成在使用时使所述倾斜平面配置成与水平面成约20度至40度的角度。所述角度可以是约25度至30度。可替代地，所述角度优选为约10度至60度，例如，约15度至45度的角度，更典型地为20度至40度，在一些实施例中，约为25度至35度，一些具体的实例约为26.5度至27度或约30度。在所述角度约为25度至30度时，所述第一支撑件相对于所述第二支撑件约2个单位的距离的水平运动导致在两者之间产生约1个单位的距离的相对垂直运动。这有利于在运动控制中提供良好的位移、速度和频率带宽，还使得足够刚性的系统具有高水平的起伏和波动，以借助相对又小又轻的电动机提供大约2∶1的运动比。

可替代地，所述倾斜路径通常可以是平面的或稍微弯曲的。

引导装置可以设置成用于引导所述第一支撑件沿着所述第二支撑件的倾斜表面行进，所述引导装置优选地包括滑架，所述滑架优选地基本上无摩擦。在所述倾斜路径是平面的时，第一支撑件和第二支撑件之间的反作用力因此可以有利地垂直于该路径，并且这可以通过使弯曲或者其他变形最小化来有利地帮助使设备的后冲最小化，从而允许对动作命令的高频率响应。

所述第一支撑件可以包括枢转或柔性连接件，所述枢转或柔性连接件设置成用于连接到例如乘员支撑导轨的乘员支撑构件上。所述枢转连接件可以允许乘员支撑导轨相对于第一支撑件具有三个自由度的旋转。所述枢转连接件可以包括能够提供低摩擦的万向节设置。然而，也可以考虑也能够提供三个旋转自由度的其他设置，例如球窝接头或挠性联轴器。

例如直线驱动电动机的电动机可以设置成用于相对于所述第二支撑件驱动所述第一支撑件。

引导装置可以设置成用于引导所述第二支撑件沿着底座支撑件行进。

根据本发明的进一步方面，提供了一种运动模拟器，其包括乘员壳体支撑结构、根据本发明的前述方面的任一个或两个所述的第一运动控制设备以及底座支撑件，所述第一运动控制设备从所述底座支撑件支撑所述乘员壳体支撑结构。

电动机可以设置成用于沿着所述底座支撑件驱动所述第二支撑件。

用于相对于所述第二支撑件驱动所述第一支撑件的所述电动机可以适合于沿着所述底座支撑件驱动第三支撑件，第三支撑件通过杆连接到第一支撑件上。

在其他实施例中，可以省略所述第三支撑件，并且可以通过在所述第一支撑件与所述第二支撑件之间动作的致动器或电动机沿着所述第二支撑件直接驱动所述第一支撑件。

所述杆可以枢转地连接到所述第一支撑件和第三支撑件的每一个上，使得所述杆被配置成在所述第一支撑件与所述第三支撑件之间转移负载，以便在基本上不(或没有)使所述第一支撑件相对于所述第二支撑件旋转的情况下使所述第一支撑件相对于所述第二支撑件运动。当所述第一支撑件相对于第二支撑件处于运动端点之间的运动点时，所述杆可以设置成采取大致水平位置。此运动点通常在相对运动的中点处。因此，第一支撑件相对于第二支撑件的运动响应可以与第三支撑件相对于第一支撑件的运动响应基本上呈线性，因为所述杆从大致水平位置围绕第三支撑件旋转不会在所述杆的末端首先造成显著的水平运动。例如，在整个运动包线中可以因此维持所述第三支撑件的水平运动与所述第一支撑件的运动的垂直分量的比率为大致2∶1。

所述底座支撑件可以包括直线电动机驱动导轨。

所述底座支撑件可以包括：第一底座导轨；所述第一运动控制设备，其位于其上并定位在所述乘员壳体支撑结构的一侧；第二运动控制设备，其在所述乘员壳体支撑结构的相反侧的位于所述第一底座导轨上或其延伸体上。

所述乘员壳体支撑结构可以包括乘员载具底座构件(或载具平台或底盘)，可以连接到所述第一运动控制设备的第一支撑件上并且(例如，可滑动地)连接到所述乘员载具底座构件上的第一乘员支撑导轨，以及可以连接到所述第二运动控制设备的第一支撑件上并且(例如，可滑动地)连接到所述乘员载具底座构件上的第二乘员支撑导轨。

所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备的乘员支撑导轨可以被配置成彼此不平行，例如，呈V型，从而所述第一运动控制设备的第一支撑件和所述第二运动控制设备的第一支撑件朝着彼此或远离彼此的相对运动使所述乘员载具底座构件在基本垂直方向上滑动，所述基本垂直方向通常可以是所述运动模拟器的纵向。

所述运动模拟器可以包括第二底座导轨形式的第二底座支撑件，并且所述第二底座导轨可以与所述第一底座导轨间隔开并且优选地与其平行。第三运动控制设备和第四运动控制设备可以在所述第二底座导轨处设置在所述乘员壳体支撑结构的对应的所述一侧和另一侧，并且与所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备纵向地间隔开。

所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备亦或所述第三运动控制设备和所述第四运动控制设备的第一支撑件可以可滑动地连接到所述第一乘员支撑导轨和所述第二乘员支撑导轨上。在所述第三运动控制设备和所述第四运动控制设备位于所述运动模拟器相对于所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备的向后位置时，运动模拟器的向前方向通常由其用户面对的方向限定，所述第三运动控制设备和所述第四运动控制设备可以可滑动地连接到所述第一乘员支撑导轨和所述第二乘员支撑导轨上。由于能够适应运动控制设备的第一支撑件之间的变化的距离，此滑动特征使得运动模拟器能够适应例如横摆和纵摇(yaw and pitch)的运动。也可以以这种方式防止导轨相对于所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备向前延伸。

所述运动模拟器可以包括安装在所述乘员载具底座构件上的乘员站或壳体。

所述乘员站可以包括用于单个用户的单个座位，或者用于多个用户的纵排或并排的多个座位。

所述运动模拟器可以是航空器、航天器、气垫船或水运工具模拟器。

所述运动模拟器可以是机动陆地车辆模拟器。

所述运动模拟器可以是汽车模拟器。

所述运动模拟器可以是单座汽车模拟器，例如，赛车模拟器，并且其中所述乘员站包括单座车舱。

所述运动模拟器可以是履带车辆或越野车辆模拟器。

本发明可以以多种方式实施，并且现在将参照附图以实例的方式描述根据本发明的运动控制设备及包含该运动控制设备的运动模拟器的优选实施例。在附图中：

图1示出了具有优选的运动控制设备的单座赛车运动模拟器的优选实施例的轴测图，该模拟器图示为在中性位置；

图2a示出了从后面和从右手侧观察模拟器的部分视图；

图2b示出了从前面和从右边观察模拟器的部分视图；

图3a示出了处于向前纵摇构型的模拟器；

图3b示出了处于向左侧滚构型的模拟器；

图3c示出了处于向左横摆构型的模拟器；

图3d示出了处于向后波动构型的模拟器；

图4是用于模拟器的控制系统的示意图；

图5示出了用于标记为“斜坡设计(ramp design)”的本具体实施例与用于标记为“摇臂设计(rocker design)”的具有摇臂的不同的控制系统的结合电动机力(combinedmotor force)/平台起伏的曲线的比较；以及

图6示出了装有气支柱/弹簧的模拟器的控制设备。

如图1所示，赛车运动模拟器10包含固定在载具平台14上的单座车舱12。车舱12可以永久地固定到载具平台14上或者可以可拆卸地附接上，使得可以将其更换成不同的乘员站。

如图4所示，车舱12包括方向盘、具有多个控制按钮18的控制杆或控制棒16。车舱12还包括踏板20，在此模拟器中，该踏板模拟油门和制动致动器踏板等，例如在其他实施例中的离合器或方向舵致动器踏板。按钮18和踏板20通过控制路径22与控制器24连接。控制器24通过路径26连接到动力源/监测系统28。控制器24还通过信号路径30与显示装置32连接，该显示装置用于在可以坐在车舱座位34上的乘员(未示出)前面产生视觉显示。

控制器24还连接到位于模拟器10周围的四个运动控制设备52、54、56、58的电动机上，在本实施例中，电动机是直线电动机36、38、40、42、44、46、48、50。如以下将要描述的，控制设备52、54、56、58由控制器24控制以通过使用直线电动机36、38、40、42、44、46、48、50给载具平台14和车舱12施加六个自由度的运动。

如图1所示，模拟器10具有前导轨60，该前导轨是水平的并且包括轴承导轨62、64和中心电动机驱动导轨66。轴承导轨62、64和电动机驱动导轨66是直线且水平的，并且在模拟器10处于使用状态时相对于地面牢固地保持。第一个运动控制设备52在前导轨60上位于载具平台14左边，第二个运动控制设备54在前导轨60上位于载具平台14右侧。

在前导轨60之后间隔开的是类似的后导轨68，该后导轨包括沿着后导轨68延伸的中心驱动导轨74和轴承导轨70、72。第三个运动控制设备56在后导轨68上位于载具平台14的右侧，并且第四个运动控制设备58在后导轨68上位于载具平台14的左侧。

左前运动控制设备52包括第一支撑件76、第二支撑件78和第三支撑件80。

第一支撑件76包括滑架82，该滑架包括设置成用于基本上无摩擦滑动运动的第一滑动轴承84(图2b)和第二滑动轴承(图2a)，其中第一和第二滑动轴承被驱使以沿着由各自的第一导轨90和第二导轨92(图2b)限定的倾斜路径88平移，第一和第二导轨设置在第二支撑件78的直立的大体上三角形的凸缘94、96上。

如图2b所示，第一支撑件通过万向节98和安装节100连接到用于载具平台14的支撑导轨102上。万向节98允许安装节100和支撑导轨102相对于第一支撑件76的滑架82以基本上无摩擦的方式进行三个自由度的旋转。

载具平台14可通过滑动轴承104(其中之一示于图2b中)相对于支撑导轨102滑动，所述滑动轴承设置成以基本上无摩擦的方式沿着滑动导轨106、108滑动。

第二支撑件78具有底板110，该底板设置成借助导轨62、64上的四个滑动轴承112、114、116、118的滑动接合(参见图2b和图2a)沿着受限的直线路径以基本上无摩擦的方式水平滑动。电动机38位于底板下方，用于与电动机导轨66相互作用。

电动机38因此设置成驱动第二支撑件78沿着导轨60水平地直线平移运动并且基本上与模拟器的总体纵向A(图1)垂直，该总体纵向通常是坐在车舱12的座位34上的用户(未示出)面对的方向。

大体上三角形的凸缘94、96的顶部边缘120、122以及第一导轨90和第二导轨92被配置成直线地并且与水平面成大约26.565度(tan-10.5)的角度延伸，并且倾斜路径88向高处运动到远离载具平台14的一侧。因此，当第一支撑件76沿着倾斜路径88相对于第二支撑件78滑动时，第一支撑件76每进行2个单位的水平运动时，便会向上或向下运动1个单位。

在其他实施例中，倾斜路径88可以与水平面形成与大约26.565度不同的角度，例如，约10至60度的角度，例如，约15至45度的角度，更典型地为20度至40度，在一些实施例中，约为25至35度，一些具体的实例约为26.5、27或30度。在其他实施例中，该角度可以小于10度或大于60度。

第三支撑件80以类似于第二支撑件78的方式被限制成与沿着轴承导轨62、64的滑动轴承124、126、128、130(图2b和图2a)配合沿着前导轨60基本上无摩擦地滑动接合。电动机36设置成沿着电动机驱动导轨66驱动第三支撑件80。

连接器杆132的一端(未示出)与滑架82的区域中的第一支撑件76连接，并且其第二端134与从第三支撑件80的底座138向上延伸的第三支撑件80的连接器凸缘136连接。在图1和图2b所示的运动模拟器10的中性构型或放松的非机动位置中，连接器杆在其两端之间基本上水平地延伸。在此构型中，第一支撑件76的滑架82处于其正常运动范围的大约一半的位置，或者比一半的位置稍微更远。在此位置，气弹簧250(图6)将单元/设备定位在中点处以便减小使滑块(第一支撑件76和第二支撑件78的楔形物)返回到该中性点的电力需求。作用在第二支撑件78和第三支撑件80(可替代地，可以是机械弹簧)的滑板252、254(或底座)之间的气弹簧250可以支撑系统的静态质量，并且帮助确保电动机不会过热。可以设置另外的弹簧/气支柱256以便作用在第一支撑件76与第二支撑件78之间，以限制第一支撑件76沿着第二支撑件78的向上运动。还设置了用于停置模拟器10的夹钳制动(未示出)。

可以控制电动机36、38以改变第二支撑件78与第三支撑件80之间的间距，从而驱动第一支撑件76在倾斜路径88上向上或向下。第一支撑件76相对于第二支撑件78的水平运动和垂直运动的比率大体上为2∶1，这给系统提供了极好的位移、速度及频带宽度性能以及非常坚实的刚度，使得在能够使用小且质轻的电动机/致动器的同时可获得包括起伏和波动的高水平运动。

第二运动控制设备54基本上为第一运动控制设备52的镜像，并且其第一支撑件(与第一运动控制设备52的第一支撑件76相同)以类似于第一运动控制设备52的第一支撑件76的安装节100与第一支撑导轨102附接的方式连接到第二支撑导轨140上。

第三运动控制设备56和第四运动控制设备68以类似于第一和第二运动控制设备52、54配置在前导轨60上的方式配置在后导轨68上。然而，如图2a所示，第三运动控制设备56和第四运动控制设备58的安装节100′通过四个轴承142、144、146、148(未示出)与固定地安装到支撑导轨102、140上的滑动导轨148、150可滑动地连接。这样适应各自的前导轨60和后导轨68上的运动控制设备的第一支撑件76之间的距离变化，特别是当滑架平台14和车舱12横摆或者上下纵摇时，而且在一定程度上如果并且当绕着与相邻的乘员支撑导轨102、140不平行的轴线侧滚时。

可以看到，运动控制设备52、54、56、58为载具平台14和车舱12提供六个运动自由度，即，绕着三个轴旋转(纵摇、侧滚和横摆)以及起伏(上/下)平移，波动(向前/向后)平移和摇摆(左/右)平移。当具有图示的构型，模拟器10能够容易地提供相对于图示的中性点+20度或-20度的横摆旋转，+10.25度或-10.25度的纵摇旋转，+7.7度或-7.7度的侧滚旋转，+1000毫米(mm)和-220mm的波动平移，+350mm或-350mm的摇摆平移，以及+89mm或-93mm的起伏平移。横摆、纵摇、侧滚和波动都比现有的摇臂型/类型模拟器具有实质上更大的运动。如果需要，仅仅通过加长前导轨60和后导轨68，也可以使摇摆实质上更大。模拟器10在起伏方面的性能比与GB-A-2378687中公开的模拟器类似的现有的摇臂型模拟器大大约六倍的行程。

模拟器10因此可以提供更真实的实际条件模拟，包括在实际中由一些车辆维持的大的垂直力，例如，当真实的赛车在通常举办F1(注册商标)比利时大奖赛的斯帕-弗朗科尔尚(Spa-Francorchamps)赛道以高达300km/h的速度触底通过著名的“罗格弯(Eau Rouge)”弯道/拐角时遇到非常大的垂直加速度的时候。

显著提高的性能也可以用于模拟其他类型的车辆，例如，在高速时会遇到颠簸情况的越野车或履带车。

如图5所示，在本模拟器10中，结合电动机力与平台起伏的响应曲线图基本上是直线。相比之下，摇臂型设计的等效响应曲线图154以基本上变化的梯度弯曲，在接近零的结合电动机力处几乎垂直，通常随着结合电动机力增大而变得越来越平坦。因此，模拟器10的控制不仅仅是高度响应的，而且可靠且容易控制，从而允许对控制命令响应的高频率带宽。

图3a示出了以下构型的实例：第一运动控制设备52和第二运动控制设备54的第三支撑件80已经移动到靠近其第二支撑件78，从而降低第一支撑件76以接近倾斜路径88的底部，从而引起载具平台14和车舱12向前纵摇。相比之下，第三和第四运动控制设备56、58的第三支撑件80已经远离第二支撑件78运动以升高导轨102、140的后部。

图3b示出了以下构型：通过将运动控制设备52、58的左手边的运动控制设备的第一支撑件76定位成在倾斜路径88上下沉，但是将右手边的运动控制设备的第一支撑件定位成升高，车舱12和载具平台14已经横摆到左边，从而将车舱12配置成侧滚到左边。

图3c示出了以下构型：运动控制设备52、54、56、58已经配置成以便使车舱12和载具平台14横摆到左边，其中载具平台沿着右手边的支撑导轨140的前方滑动。

图3d示出了以下构型：四个运动控制设备52、54、56、58已经配置成以便将左侧支撑导轨102和右侧支撑导轨140推在一起，从而导致向后波动，其中，载具平台14和车舱12已经沿着两个支撑导轨102、104的导轨106、108滑动。

模拟器10在极为刚性且能够提供2-1的运动比的系统中允许高水平的起伏和波动的同时实现了良好的位移、速度和频率带宽，这样的优点可能是小且质轻的电动机/致动器能提供如图5所示的力值范围。模拟器10还提供如上所述的六个运动自由度。如果需要，每个电动机都可以设有用于行程的缓冲块或终点止动装置。在模拟器10的电动机失去电力或断开电力的情况下，载具平台14可以下降到低位，或者制动器(未示出)可以用于固定载具平台14的位置。

与现有系统相比，在倾斜路径88使用倾斜斜面将水平运动转换成垂直运动增加了模拟器10的运动包线和运动性能。与现有系统相比，运动比更加线性得多，并且显著地更容易设计运动(尤其是纵摇、起伏和侧滚)的控制算法，并且相当容易生产能够以高带宽工作的刚性系统。现有的摇臂型系统必须按比例充分放大以提供额外的起伏行程，并且这会增加系统的运动质量并且降低刚度，这会对运动系统的响应带宽有不利影响。如本实施例中楔形物或倾斜路径的使用允许更垂直的行程、更线性的运动比，允许更少的运动质量，并且提供增加系统的行程和带宽的更刚性的设计。与现有技术相比，楔形物或倾斜路径还允许更线性的结合电动机力，因为几乎水平的连接器杆132的角度比摇臂型设计的类似起伏行程所需要的角度显著更小。这因此提供在整个运动范围内一致的频率响应并且允许更好地控制。可以选择倾斜路径88的角度以提供2∶1的水平与垂直运动比，当使用本实施例中使用的又小又轻的电动机，而电动机在相关负载下无法以例如1∶1的比率工作时，这是有利的。电动机36、38、40、42、44、46、48、50安装在第二支撑件78和第三支撑件80的滑板或底板上，所以能够沿着导轨60、68容易地一路行进，并且可以容易地选择导轨的长度以适合应用。

使用楔形物或斜坡还提供高水平的刚度，因为用户、车舱、载具平台14和导轨102、140的负荷通过第一支撑件76由第二支撑件78直接支撑，而无需承受显著的扭转或弯曲应力的构件。运动模拟器10可高度扩展并且可以适用于各种类型的车辆，包括航天器、航空器、气垫船、船只、陆地车辆，陆地车辆包括机动陆地车辆和赛车以及越野车和履带车辆。

本发明不限于模拟传统的车辆，并且例如，车舱12可以更换成运动中使用的设备，比如用于训练或娱乐的设备。例如，通过向载具平台14上装配无舵雪橇、雪橇、俯式冰橇、有舵雪橇、滑雪靴固定装置、滑雪板固定装置或其他运动设备来替代车舱12，例如可以供竞技体育运动员完成训练来为真实的竞速比赛做准备。例如，这些设备可以供优秀俯式冰橇骑手在去真实的俯式冰橇赛道踩场之前练习特定的俯式冰橇赛道。

此外，导轨102、140包括大的三角形方截面，其在图示的实施例中，实际上可以大约30cm高，因此提供非常大的刚度。此外，导轨102、140不会相对于导轨60、68向前运动。因此，运动模拟器10可以在相对狭窄的空间中使用，其中显示装置32可以紧密地定位在导轨60的前方。

在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可以对所述实施例进行各种修改。

Claims (24)

1.一种运动模拟器，所述运动模拟器包括乘员壳体支撑结构、第一运动控制设备、第二运动控制设备和底座支撑件，所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备均位于所述底座支撑件上并且支撑所述乘员壳体支撑结构，其中所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备均包括高度控制器，每个所述高度控制器包括第一支撑件和第二支撑件，每个所述高度控制器用于控制所述第一支撑件相对于所述第二支撑件的高度，其中每个所述第一支撑件平移地连接到每个高度控制器的相应的所述第二支撑件，以沿着相应的所述第二支撑件的倾斜路径相对于相应的所述第二支撑件运动，并且其中所述第一运动控制设备的所述第二支撑件和所述第二运动控制设备的所述第二支撑件被设置成沿着所述底座支撑件独立地平移，每个运动控制设备包括相应的电动机，所述电动机用以相对于相应的所述第二支撑件驱动每个所述第一支撑件。

2.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中所述第二支撑件的每一个包括楔形物，所述楔形物用于以楔作用控制所述第一支撑件与所述第二支撑件之间的相对运动。

3.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中所述倾斜路径在或者基本上在倾斜平面内，并且所述倾斜路径是直的或基本上是直的。

4.根据权利要求3所述的运动模拟器，所述运动控制设备被配置成在使用时使所述倾斜平面配置成与水平面成20度至40度的角度。

5.根据权利要求4所述的运动模拟器，其中所述角度为25度至30度。

6.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中引导装置被设置以用于引导所述第一支撑件中的一个或两个沿着相应的所述第二支撑件的所述倾斜路径行进，所述引导装置包括滑架，所述滑架基本上是无摩擦的。

7.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中所述第一支撑件的每一个包括枢转连接件，所述枢转连接件设置成用于连接到乘员支撑构件上，所述乘员支撑构件包括乘员支撑导轨。

8.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中引导装置被设置以用于引导所述第二支撑件沿着所述底座支撑件行进。

9.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中电动机被设置以用于沿着所述底座支撑件驱动所述第二支撑件的每一个。

10.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中用于相对于所述第二支撑件驱动所述第一支撑件的所述电动机适合于沿着所述底座支撑件驱动第一个第三支撑件和第二个第三支撑件，所述第三支撑件均通过杆连接到所述第一支撑件的相应一个。

11.根据权利要求10所述的运动模拟器，其中所述杆的每一个枢转地连接到相应的所述第一支撑件和相应的所述第三支撑件的每一个上，使得相应的所述杆被配置成在相应的所述第一支撑件与相应的所述第三支撑件之间转移负载，以便在基本上不使所述第一支撑件相对于所述第二支撑件旋转的情况下使所述第一支撑件相对于所述第二支撑件运动。

12.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中所述底座支撑件包括直线电动机驱动导轨。

13.根据权利要求12所述的运动模拟器，其中所述底座支撑件包括第一底座导轨，所述第一运动控制设备位于所述乘员壳体支撑结构的一侧并且位于所述第一底座导轨上，所述第二运动控制设备在所述乘员壳体支撑结构的另一侧且位于所述第一底座导轨上或位于所述第一底座导轨的延伸体上。

14.根据权利要求13所述的运动模拟器，其中所述乘员壳体支撑结构包括乘员载具底座构件，其中第一乘员支撑导轨连接到所述第一运动控制设备的所述第一支撑件上并且连接到所述乘员载具底座构件上，并且其中第二乘员支撑导轨连接到所述第二运动控制设备的所述第一支撑件上并且连接到所述乘员载具底座构件上。

15.根据权利要求14所述的运动模拟器，其中分别连接到所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备的所述第一乘员支撑导轨和所述第二乘员支撑导轨被配置成彼此不平行，从而所述第一运动控制设备的所述第一支撑件和所述第二运动控制设备的所述第一支撑件朝着彼此或远离彼此的相对运动使所述乘员载具底座构件在基本垂直的方向上滑动，所述基本垂直的方向是所述运动模拟器的纵向方向。

16.根据权利要求15所述的运动模拟器，所述运动模拟器包括第二底座导轨形式的第二底座支撑件，并且其中所述第二底座导轨与所述第一底座导轨间隔开，并且其中第三运动控制设备和第四运动控制设备在所述第二底座导轨处设置在所述乘员壳体支撑结构的对应的所述一侧和所述另一侧，并且所述第三运动控制设备和所述第四运动控制设备与所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备纵向地间隔开。

17.根据权利要求16所述的运动模拟器，其中所述第一运动控制设备和所述第二运动控制设备的所述第一支撑件或所述第三运动控制设备和所述第四运动控制设备的所述第一支撑件可滑动地连接到所述第一乘员支撑导轨和所述第二乘员支撑导轨。

18.根据权利要求15所述的运动模拟器，所述运动模拟器包括安装在所述乘员载具底座构件上的乘员站。

19.根据权利要求18所述的运动模拟器，其中所述乘员站包括用于单个用户的单个座位，或者包括用于多个用户的纵排或并排的多个座位。

20.根据权利要求18所述的运动模拟器，所述运动模拟器是航空器模拟器、航天器模拟器、气垫船模拟器或水运工具模拟器。

21.根据权利要求18所述的运动模拟器，所述运动模拟器是机动陆地车辆模拟器。

22.根据权利要求21所述的运动模拟器，所述机动陆地车辆模拟器是汽车模拟器。

23.根据权利要求22所述的运动模拟器，所述机动陆地车辆模拟器是单座汽车模拟器，并且其中所述乘员站包括单座车舱。

24.根据权利要求21所述的运动模拟器，所述机动陆地车辆模拟器是履带车辆模拟器或越野车辆模拟器。