CN114120748A - 一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统 - Google Patents

一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统 Download PDF

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CN114120748A CN202111414738.9A CN202111414738A CN114120748A CN 114120748 A CN114120748 A CN 114120748A CN 202111414738 A CN202111414738 A CN 202111414738A CN 114120748 A CN114120748 A CN 114120748A
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朱志和
管文良
刘志浩
何祯鑫
杜文正
李若亭
王俊提
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Abstract

本发明公开了一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,包括控制柜和运动执行机构,控制柜控制运动执行机构动作,实现反向重力平衡六自由度平台的运动;运动执行机构包括平台上台板、平台下底板、电动缸机构、液压支撑杆机构、蓄能器和液压加注装置,平台上台板和平台下底板分别设置在电动缸机构和液压支撑杆机构的两端,与电动缸机构和液压支撑杆机构铰链连接;使用时,液压支撑杆并联于电动缸中间,跟随六组电动缸一起运动,形成反向重力平衡支撑,起到平衡部分重力的作用,在电机功率相同的情况下反向重力平衡六自由度运动平台系统能够实现更好的运动特性,大大提高了六自由度运动平台的安全性,具有结构新颖、安全性好、使用方便的特点。

Description

一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域,具体涉及一种基于反向重力平衡六自由度 运动平台系统。
背景技术
通常驾驶训练模拟器的运动模拟设备采用的是俯仰转动、翻滚转动、垂向移 动的三个自由度或沿X、Y、Z轴向移动及绕X、Y、Z轴向转动六个自由度的运动 平台系统进行车辆行驶过程中姿态的模拟;驾驶舱与运动平台系统平台上台板相 联接,并随着平台上台板一起运动,实现受训者在驾驶车辆过程中的运动体验;
现有的六自由度运动平台是指通过沿X、Y、Z轴向移动及绕X、Y、Z轴向转 动的6个运动来完成空间任意位置、姿态的并联机构,由运动执行机构和控制部 分组成;六自由度运动平台系统的总功率是由载荷和运动速度决定的,对于大载 荷、高速运动,且功率有一定限制的应用场合,使用现有的运动平台系统就显得 力不从心;
因此急需设计出一种反向重力平衡六自由度运动平台系统,使用时能在伺服 电机功率相同的情况下反向重力平衡六自由度运动平台系统能够承受更大的载 荷,具有很好的安全性。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明旨在提供一种基于反向重力平衡六自由度运动 平台系统,本平台包括在平台上台板与平台下底板之间设置有六组电动缸机构和 液压支撑杆机构,这六组液压支撑杆总成并联于六组电动缸总成中间,两端分别 与平台上台板和平台下底板铰接,跟随六组电动缸总成一起运动,起到平衡部分 重力的作用,构成反向重力平衡六自由度运动平台系统;即在伺服电机功率相同 的情况下反向重力平衡六自由度运动平台能够承受更大的载荷,亦或在伺服电机 功率相同的情况下动感平台能够实现更好的运动特性,也大大提高了六自由度运 动平台的安全性,具有结构新颖、安全性好、使用方便的特点。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,包括控制柜和运动执行机构, 通过控制柜中的元器件控运动执行机构动作,实现反向重力平衡六自由度平台的 运动;
所述运动执行机构包括平台上台板、平台下底板、电动缸机构和液压支撑杆 机构,所述平台上台板和平台下底板分别设置在电动缸机构和液压支撑杆机构的 两端,与电动缸机构和液压支撑杆机构铰链连接,且在所述平台上台板上安装舱 体,平台下底板上还加装有配重块和搬运撬块;
所述电动缸机构按正三角形的分布形式布设有六组,且均能够沿缸体轴线做 往复直线运动,同时驱动平台上台板实现复合运动,所述液压支撑杆机构嵌套在 电动缸机构内侧,与电动缸机构并联在平台上台板与平台下底板之间,随动支撑 平台上台板运动。
优选的,所述的电动缸机构包括电动缸下铰链及支座组件、电动缸总成和电 动缸上铰链及支座组件,所述电动缸下铰链及支座组件设置在平台下底板上,且 与电动缸总成下端的U形连接槽连接,所述电动缸上铰链及支座组件设置在平台 上台板上,且与电动缸总成上端的U形连接槽连接,构成运动执行机构。
优选的,所述的电动缸下铰链及支座组件和电动缸上铰链及支座组件均包括 连接支座、第一转动连接轴和第二转动连接轴,所述连接支座对称设置,且在连 接支座上设置有连接孔,所述连接孔分别与平台上台板或平台下底板连接,所述 第一转动连接轴设置在对称设置的的两个连接支座之间,且第一转动连接轴两端 通过第一轴承与连接支座转动连接,所述第二转动连接轴设置在第一转动连接轴 上,且与第一转动连接轴相互垂直,第二转动连接轴通过第二轴承与U形连接槽 转动连接。
优选的,所述的液压支撑杆机构包括支撑杆下铰链及支座、阀组与阀块、支 撑杆总成、支撑杆上铰链及支座、气压蓄能器和液压加注装置,所述支撑杆总成 的上、下两端均设置有第三轴承,所述支撑杆下铰链及支座设置在平台下底板上, 且与支撑杆总成下端的第三轴承连接,所述支撑杆上铰链及支座设置在平台上台 板上,且与支撑杆总成上端的第三轴承连接,所述阀组与阀块的一端与支撑杆总 成连接,另一端与气压蓄能器连接,所述液压加注装置设置在气压蓄能器的进气 端,给气压蓄能器注气。
优选的,所述的支撑杆总成包括液压管套和活塞杆,所述活塞杆运动设置在 液压管套内,沿套筒轴线做往复直线运动,且在液压管套的上端设置有第一液压 管连接柱,下端设置有第二液压管连接柱,所述第三轴承在液压管套的下端和活 塞杆的上端均有设置。
优选的,所述的支撑杆下铰链及支座、支撑杆上铰链及支座均包括联接座、 十字关节中间连接件和第三转动连接轴,所述十字关节中间连接件上设置有安装 槽,所述第三轴承内置于安装槽内,且通过第三转动连接轴与十字关节中间连接 件连接,所述十字关节中间连接件的两端还设置有第四转动连接轴,所述第四转 动连接轴通过第四轴承与联接座连接,所述联接座上设置有联接孔,所述联接孔 分别与平台上台板或平台下底板连接。
优选的,所述的阀组与阀块通过阀块支架安装在平台下底板上,且阀组与阀 块包括阀块、液压软管接头、电磁阀、阀块堵头、测压接头、主油路蓄能器接口 和主油路分支接口,所述液压软管接头通过液压软管与第一液压管连接柱、第二 液压管连接柱连接,所述电磁阀用于控制阀块堵头动作,对液压软管接头进行封 堵,所述测压接头连接压力表,主油路蓄能器接口通过球阀和连接管路与蓄能器 连接,主油路分支接口通过加注阀和供油管路与液压加注装置连接,给支撑杆总 成提供伸缩动力。
优选的,所述的运动执行机构平台上台板上设置有梯形卡槽,所述梯形卡槽 与设置在舱体底部的梯形螺栓相配合使用,对舱体进行安装。
优选的,所述的运动执行机构平台下底板上设有第一联接螺孔,所述第一联 接螺孔通过螺栓与配重块相联接。
优选的,所述的运动执行机构平台下底板上还设有第二联接螺孔,所述第二 联接螺孔通过螺栓与搬运撬块相联接。
本发明的有益效果是:本发明公开了一种基于反向重力平衡六自由度运动平 台系统,与现有技术相比,本发明的改进之处在于:
(1)本发明设计了一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,包括控 制柜和运动执行机构,所述控制柜通过其中的元器件控制运动执行机构动作,实 现反向重力平衡六自由度平台的运动,本平台包括六组电动缸机构和液压支撑杆 机构,这六组液压支撑杆机构并联于六组电动缸机构中间,两端分别与平台上台 板和平台下底板铰链连接,跟随六组电动缸机构一起运动,起到平衡部分重力的 作用,构成反向重力平衡六自由度运动平台系统;即在伺服电机功率相同的情况 下反向重力平衡六自由度运动平台能够承受更大的载荷,亦或在伺服电机功率相 同的情况下动感平台能够实现更好的运动特性,也大大提高了六自由度运动平台 的安全性,具有结构新颖、安全性好、使用方便的优点;
(2)本发明所述反向重力平衡机构是采用闭式液压支撑实现抵消部分负载 重力的方式,使用前蓄能器预充氮气,闭式液压支撑杆机构预充压力油,利用氮 气的弹性压缩特征作为有压闭式液压循环进行工作;蓄能器一次性充入氮气,后 续使用无需再充气,充气压力根据抵消的负载条件计算而得到;液压系统处于完 全封闭状态,实现液压油无损耗,液压支撑杆机构随着电动缸机构的伸缩运动而 起到随动支撑的作用;
(3)本平台系统在六组电动缸机构的内部嵌套着六组液压支撑杆机构,当 电动缸中的滚珠丝杠在电机的带动下做旋转运动时,推动活塞做往复直线运动, 驱动平台上台板做出各种复合运动,从而完成车辆运行过程中各种运动姿态的复 现;与此同时,嵌套在六组电动缸机构内部的六组液压支撑杆机构跟随平台上台 板运动,起到抵消部分重力的作用;
(4)本发明所述的上述平台通过加装反向重力平衡液压支撑机构,抵消了 部分平台上台板和负载的重力,使得一般常用的六自由度机电平台在功率不变的 情况下,大大的提高了运动平台的运动性能和承重能力;同时,运动平台可以在 任意位置锁定,增加了系统的可靠性;系统具有节能、降噪、安全性好的优点;
(5)本发明所述的上述平台在上台板上设置有梯形卡槽,梯形卡槽与设置 在舱体底部的梯形螺栓相配合,实现了不同底部尺寸的舱体与反向重力平衡六自 由度运动平台之间的快速装卸;
(6)本发明所述的上述平台在下台板上设置有配重块联接螺孔,通过螺栓 与配重块联接,其作用是在无法使用地脚螺栓安装本平台系统的情况下,增大平 台下底板的重量和接地面积,以提高本平台系统的稳定性;
(7)本发明所述的上述平台在下台板上设置有搬运撬块联接螺孔,通过螺 栓与搬运撬块相联接,其作用是使用轮式撬杠时便于撬动本平台,有力于本平台 系统的场地内移动搬运。
附图说明
图1为本发明基于反向重力平衡六自由度运动平台的结构示意图I。
图2为本发明基于反向重力平衡六自由度运动平台的结构示意图II。
图3为本发明电动缸下铰链及支座组件的结构示意图。
图4为本发明电动缸上铰链及支座组件的结构示意图。
图5为本发明电动缸总成的结构示意图。
图6为本发明电动缸总成的分解图。
图7为本发明支撑杆机构上铰链及支座的结构示意图。
图8为本发明支撑杆机构下铰链及支座的结构示意图。
图9为本发明支撑杆总成的结构示意图。
图10为本发明阀组与阀块的结构示意图。
图11为本发明气压蓄能器的结构示意图。
图12为本发明液压加注装置的结构示意图。
图13为本发明基于反向重力平衡六自由度运动平台的模拟训练系统结构图。
图14为本发明基于反向重力平衡六自由度运动平台的模拟训练系统工作原 理图。
图15为本发明电动缸机构单轴运动控制原理图。
图16为本发明伺服电动缸多轴运动控制原理图。
图17为本发明反向重力平衡液压系统工作原理图。
其中:1.平台上台板,2.电动缸下铰链及支座组件,21.连接支座,22.第一转 动连接轴,23.第一轴承,24.第二转动连接轴,25.第二轴承,3.电动缸总成,31.U 形连接槽,32.伺服电机,33.缸体底座,34.缸体,35.滚珠丝杠,36.活塞,37.从 动带轮,38.同步带,39.主动带轮,4.电动缸上铰链及支座组件,5.平台下底板, 51.第一联接螺孔,52.第二联接螺孔,6.配重块,7.支撑杆下铰链及支座,71.联接 座,711.联接孔,72.十字关节中间连接件,721.安装槽,722.第四转动连接轴, 73.第三轴承,74.第四轴承,75.第三转动连接轴,8.阀组与阀块,81.阀块,82. 液压软管接头,83.电磁阀,84.阀块堵头,85.阀块支架,86.测压接头,87.主油路 蓄能器接口,88.主油路分支接口,9.支撑杆总成,91.液压管套,92.活塞杆,93. 第一液压管连接柱,74.第二液压管连接柱,10.支撑杆上铰链及支座,11.气压蓄 能器,111.蓄能器支架,112.蓄能器抱箍,113.蓄能器本体,114.球阀,12.液压加 注装置,121.加注油泄油阀块,122.手动泵,123.卸荷阀,124.测压接头,125.压 力测点转接头,126.压力传感器,127.压力表,128.吸油口,129.加注阀,13.搬运 撬块,14.梯形卡槽。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合附 图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
参照附图1-17所示的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台 系统,包括控制柜和运动执行机构,所述控制柜将接收到的控制命令 转化为动作命令,进而驱动运动执行机构动作,实现反向重力平衡六 自由度平台的运动;
所述运动执行机构包括平台上台板1、平台下底板5、电动缸机构和液压支 撑杆机构,所述平台上台板1和平台下底板5分别设置在电动缸机构和液压支撑 杆机构的两端,与电动缸机构和液压支撑杆机构的两端连接,且在所述平台上台 板1上设置有实验用的舱体,平台下底板5上加装有配重块6和搬运撬块13,所 述配重块6用于解决平台下底板5在无法安装地脚螺栓的场地工作时,起到稳定 运动平台运动、降低振动的作用。
优选的,所述的电动缸机构按正三角形的分布形式在平台下底板5上设置有 六组,所述液压支撑杆机构嵌套在电动缸机构内侧,与电动缸机构并联在平台上 台板1与平台下底板5之间,将液压支撑杆机构并联于六组电动缸机构中间,且 液压支撑杆机构的两端分别与平台上台板1和平台下底板5铰接,跟随六组电动 缸机构一起运动,起到平衡部分重力的作用,形成反向重力平衡六自由度运动平 台。
优选的,所述的电动缸机构包括电动缸下铰链及支座组件2、电动缸总成3 和电动缸上铰链及支座组件4,所述电动缸下铰链及支座组件2设置在平台下底 板5上,且与电动缸总成3下端的U形连接槽31连接,所述电动缸上铰链及支 座组件4设置在平台上台板1上,且与电动缸总成3上端的U形连接槽31连接, 通过电动缸下铰链及支座组件2和电动缸上铰链及支座组件4将电动缸总成3安 装在平台上台板1与平台下底板5之间。
优选的,所述的电动缸总成3包括伺服电机32、缸体底座33、缸体34、滚 珠丝杠35、活塞36、从动带轮37、同步带38和主动带轮39,所述所述缸体底 座33设置在缸体34的底部,缸体底座33的下端与电动缸下铰链及支座组件2 配合使用,且在所述缸体底座33的一侧还设置有伺服电机32,所述伺服电机32 的动力输出端设置有主动带轮39,主动带轮39通过同步带38与从动带轮37联 接,所述从动带轮37与滚珠丝杠35联接,滚珠丝杠35设置在缸体34内,且滚 珠丝杠35上的螺母与活塞36联接,即在使用时,当电动缸机构的伺服电机32 转动时,滚珠丝杠35在电机的带动下做旋转运动,滚珠丝杠35上的螺母推动活 塞36在缸体34内做往复直线运动,使得平台上台板1做出各种复杂运动,从而 完成舱体各种运动姿态的仿真,所述活塞36的前端部与电动缸上铰链及支座组 件4配合使用,所述U形连接槽31分别设置在丝杆36的前端部和缸体底座33 的底部。
优选的,所述的电动缸下铰链及支座组件2和电动缸上铰链及支座组件4均 包括连接支座21、第一转动连接轴22和第二转动连接轴24,所述连接支座21 对称设置在平台上台板1或/和平台下底板5上,且在连接支座21上设置有联接 孔,所述联接孔分别与平台上台板1或平台下底板5连接,所述第一转动连接轴 22设置在对称设置的两个连接支座21之间,且第一转动连接轴22两端通过第一 轴承23与连接支座21转动连接,所述第二转动连接轴24设置在第一转动连接 轴22上,且与第一转动连接轴22相互垂直,第二转动连接轴24通过第二轴承 25与U形连接槽31转动连接,即实现将所述电动缸总成3安装在平台上台板1与平台下底板5之间。
优选的,所述的液压支撑杆机构包括支撑杆下铰链及支座7、阀组与阀块8、 支撑杆总成9、支撑杆上铰链及支座10、气压蓄能器11和液压加注装置12,所 述支撑杆下铰链及支座7设置在平台下底板5上,且与支撑杆总成9下端连接, 所述支撑杆上铰链及支座10设置在平台上台板1上,且与支撑杆总成9的上端 连接,所述阀组与阀块8的出油端与支撑杆总成9连接,通过阀组与阀块8控制 六个支撑杆总成9的油压,阀组与阀块8的主油路蓄能器接口87与气压蓄能器 11连接,在气压蓄能器11中储存有一定压力的预充氮气进行蓄能,所述液压加 注装置12与阀组与阀块8的主油路分支接口88连接,给阀组与阀块8提供压力,即上述液压支撑杆机构在使用时,电磁阀83开启,首先利用氮气的压缩特征作 为运动执行机构的弹性体,带动支撑杆总成9随着电动缸的伸缩而运动,起到液 压支撑杆随动支撑的作用,抵消部分重力载荷,完成随动负载重力平衡,此时液 压随动支撑杆机构和气压蓄能器11形成完全封闭状态,因此,实现了液压油无 损耗;而当出现紧急状态时,迅速关闭电磁阀83,关闭液压回路,由于液压油路 闭锁使得液压随动支撑杆形成刚性体的支撑杆,这种状态可以在系统断电或出现 紧急状态时,液压随动进入安全状态起到支撑的作用,保证了平台上平板停留在 任何位置,实现了连锁控制保护。
优选的,所述的支撑杆总成9的上、下两端均设置有第三轴承73,所述第三 轴承73分别与支撑杆下铰链及支座7和支撑杆上铰链及支座10配合使用;所述 支撑杆下铰链及支座7和支撑杆上铰链及支座10均包括联接座71、十字关节中 间连接件72和第三转动连接轴75,所述十字关节中间连接件72上设置有安装槽 721,所述第三轴承73内置于在安装槽721内,且通过第三转动连接轴75与十 字关节中间连接件72连接,所述十字关节中间连接件72的两端还设置有第四转 动连接轴722,所述第四转动连接轴722通过第四轴承74与联接座71连接,所 述联接座71上设置有联接孔711,所述联接孔711分别与平台上台板1或平台下底板5连接。
优选的,所述的支撑杆总成9包括液压管套91和活塞杆92,所述活塞杆92 活动设置在液压管套91内,且在液压管套91的上、下两端分别设置有第一液压 管连接柱93、第二液压管连接柱94,所述第三轴承73设置在液压管套91的下 端和活塞杆92的上端,所述第一液压管连接柱93、第二液压管连接柱94分别通 过液压管与阀组与阀块8连接,通过阀组与阀块8控制液压加注装置12的流量 大小,对支撑杆总成9进行充能,使其伸缩。
优选的,所述阀组与阀块8通过阀块支架85安装在平台下底板5上,且其 包括阀块81、液压软管接头82、电磁阀83、阀块堵头84、测压接头86、主油路 蓄能器接口87和主油路分支接口88,所述液压软管接头82设置有若干,且液压 软管接头82通过液压软管与第一液压管连接柱93和第二液压管连接柱94连接, 给支撑杆总成9供油,所述电磁阀83用于控制阀块堵头84动作,对液压软管接 头82进行封堵,所述测压接头86连接压力表,主油路蓄能器接口87通过球阀 114与蓄能器11连接,主油路分支接口88通过加注阀129与液压加注装置12连 接,即在使用时,在系统断电或出现紧急状态情况下,实现连锁控制保护,液压 加注装置12用于给液压支撑机构充油,从而和蓄能器11,支撑杆总成9建立闭 式液压弹性系统。
优选的,所述的气压蓄能器11通过蓄能器支架111和蓄能器抱箍112安装 在平台下底板5上,且其具体为蓄能器本体113,所述蓄能器本体113通过连管 和球阀114与主油路蓄能器接口87连接。
优选的,所述气压蓄能器11的工作原理为:气压蓄能器11内预充压力氮气, 利用氮气的弹性压缩特征达到储存能量的目的,即作为有压闭式液压循环油源, 实现液压支撑杆机构随动支撑的功能;支撑杆机构的液压油和气压蓄能器的氮气 事先加注,完成加注后关闭进油口和蓄能器阀门,形成封闭带压力的弹性系统。
优选的,所述的液压加注装置12包括加注油泄油阀块121,手动泵122,卸 荷阀123,测压接头124,压力测点转接头125,压力传感器126,压力表127, 吸油口128和加注阀129,所述吸油口128与油箱连接,手动泵122和卸荷阀123 分别用于调节油压,压力传感器126和压力表127用于显示油压大小。
优选的,所述舱体为受训者提供驾驶操作感觉、视觉及听觉模拟的载体,其 结构以某型特种车实车为原型进行结构设计、加工制造;主要由驾驶员、副驾驶 站位组成,其中舱室内含有与实车一致的操作部件及相关的模拟显示设备等;所 述操纵部件包括:转向盘及反力矩控制机构、挡位变速机构、离合器踏板、加速 踏板、制动踏板、手制动、仪表面板、仪表灯光、信号采集控制等;所述视觉显 示屏是为受训者提供前方视景、左右后视镜等视觉模拟的载体;前方视景的多块 显示屏形成一定夹角,安装在上装舱体前挡风玻璃外侧,显示驾驶员前方的视景 图像;前挡风玻璃左右两侧放置与实装左、右后视镜大小相仿的显示屏,显示左、 右视镜图像;前挡风玻璃外右上方放置与实装保险杠视镜大小相仿的显示屏,显 示保险杠视镜图像;前挡风玻璃正上方放置有显示屏进行后视镜图像显示。
优选的,本基于反向重力平衡六自由度运动平台是通过六只电动缸的协调伸 缩来实现沿X、Y、Z向的移动和绕X、Y、Z轴的旋转共六个自由度的运动,以 及这些自由度的复合运动,可以模拟出车辆各种运动姿态。
优选的,所述运动执行机构平台上台板1上设置有梯形卡槽14,所述梯形卡 槽14和设置在舱体底部的梯形螺栓相配合,便于不同底部尺寸的舱体与反向重 力平衡六自由度运动平台系统之间的快速装卸。
优选的,所述运动执行机构平台下底板5上设有联接螺孔51,所述联接螺孔 51通过螺栓与配重块6相联接,其作用是在无法使用地脚螺栓安装反向重力平衡 六自由度运动平台系统的情况下,增大平台下底板5的接地面积和重量,以提高 反向重力平衡六自由度运动平台系统的稳定性。
优选的,所述运动执行机构平台下底板5上设有联接螺孔52,所述联接螺孔 52通过螺栓与搬运撬块13相联接,其作用是使用轮式撬杠时,便于反向重力平 衡六自由度运动平台系统的场地内移动搬运。
本基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,作为模拟训练系统运动感觉模 拟的设备,与其他硬件设备及系统软件合理的配合,能够完成以下功能:
1)导控功能:
具有教练员对系统中参训车辆、人员进行指挥、导调、控制的功能,通过接 口与其它训练系统互联互通。通过第三方视角图像可实现训练、考核过程全程可 视。
2)训练功能:
根据训练大纲相关教范的要求,实现受训人员专业技能操作模拟训练;实现 单车单机版、多车网络版及同车多站位之间的协同训练。
3)考核功能:
实现受训人员操作的考核评定和相关数据库的管理。可任意选择、组合课目 进行考核,并设有补考选项,可进行补考;能根据考核情况,结合总指挥员主观 评判,给出综合成绩,并能完成查询、报表打印等管理功能。
4)教学功能:
能够实现大纲要求的相关理论授课教学内容,为教学讲解提供必要的手段。 针对每一次训练结束,教员能够进行模拟仿真的过程回放,包括学员的音频、视 频和车辆运行姿态数据信息相结合,进行课后组织集中研讨。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的 技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述 的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有 各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求 保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:包括控制柜和运动执行机构,控制柜控运动执行机构动作,实现反向重力平衡六自由度平台的运动;
所述运动执行机构包括平台上台板(1)、平台下底板(5)、电动缸机构和液压支撑杆机构,所述平台上台板(1)和平台下底板(5)分别设置在电动缸机构和液压支撑杆机构的两端,与电动缸机构和液压支撑杆机构铰链连接,且在所述平台上台板(1)上安装舱体,平台下底板(5)上还加装有配重块(6)和搬运撬块(13);
所述电动缸机构按正三角形的分布形式布设有六组,且均能够做往复直线运动,同时驱动平台上台板(1)做复合运动,所述液压支撑杆机构嵌套在电动缸机构内侧,与电动缸机构并联在平台上台板(1)与平台下底板(5)之间,随动支撑平台上台板(1)运动。
2.根据权利要求1所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的电动缸机构包括电动缸下铰链及支座组件(2)、电动缸总成(3)和电动缸上铰链及支座组件(4),所述电动缸下铰链及支座组件(2)设置在平台下底板(5)上,且与电动缸总成(3)下端的U形连接槽(31)连接,所述电动缸上铰链及支座组件(4)设置在平台上台板(1)上,且与电动缸总成(3)上端的U形连接槽(31)连接,构成运动执行机构。
3.根据权利要求2所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的电动缸下铰链及支座组件(2)和电动缸上铰链及支座组件(4)均包括连接支座(21)、第一转动连接轴(22)和第二转动连接轴(24),所述连接支座(21)对称设置,且在连接支座(21)上设置有连接孔,所述连接孔分别与平台上台板(1)或平台下底板(5)连接,所述第一转动连接轴(22)设置在对称设置的两个连接支座(21)之间,且第一转动连接轴(22)两端通过第一轴承(23)与连接支座(21)转动连接,所述第二转动连接轴(24)设置在第一转动连接轴(22)上,且与第一转动连接轴(22)相互垂直,第二转动连接轴(24)通过第二轴承(25)与U形连接槽(31)转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的液压支撑杆机构包括支撑杆下铰链及支座(7)、阀组与阀块(8)、支撑杆总成(9)、支撑杆上铰链及支座(10)、气压蓄能器(11)和液压加注装置(12),所述支撑杆总成(9)的上、下两端均设置有第三轴承(73),所述支撑杆下铰链及支座(7)设置在平台下底板(5)上,且与支撑杆总成(9)下端的第三轴承(73)连接,所述支撑杆上铰链及支座(10)设置在平台上台板(1)上,且与支撑杆总成(9)上端的第三轴承(73)连接,所述阀组与阀块(8)的一端与支撑杆总成(9)连接,另一端与气压蓄能器(11)连接,所述液压加注装置(12)设置在气压蓄能器(11)的进气端,给气压蓄能器(11)注气。
5.根据权利要求4所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的支撑杆总成(9)包括液压管套(91)和活塞杆(92),所述活塞杆(92)活动设置在液压管套(91)内,沿套筒轴线做往复直线运动,且在液压管套(91)的上端设置有第一液压管连接柱(93),下端设置有第二液压管连接柱(94),所述第三轴承(73)在液压管套(91)的下端和活塞杆(92)的上端均有设置。
6.根据权利要求4所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的支撑杆下铰链及支座(7)、支撑杆上铰链及支座(10)均包括联接座(71)、十字关节中间连接件(72)和第三转动连接轴(75),所述十字关节中间连接件(72)上设置有安装槽(721),所述第三轴承(73)内置于安装槽(721)内,且通过第三转动连接轴(75)与十字关节中间连接件(72)连接,所述十字关节中间连接件(72)的两端还设置有第四转动连接轴(722),所述第四转动连接轴(722)通过第四轴承(74)与联接座(71)连接,所述联接座(71)上设置有联接孔(711),所述联接孔(711)分别与平台上台板(1)或平台下底板(5)连接。
7.根据权利要求4所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的阀组与阀块(8)通过阀块支架(85)安装在平台下底板(5)上,且阀组与阀块(8)包括阀块(81)、液压软管接头(82)、电磁阀(83)、阀块堵头(84)、测压接头(86)、主油路蓄能器接口(81)和主油路分支接口(88),所述液压软管接头(82)通过液压软管与第一液压管连接柱(93)、第二液压管连接柱(94)连接,所述电磁阀(83)用于控制阀块堵头(84)动作,对液压软管接头(82)进行封堵,所述测压接头(86)连接压力表,主油路蓄能器接口(87)通过球阀(114)和连接管路与蓄能器(11)连接,主油路分支接口(88)通过加注阀(129)和供油管路与液压加注装置(12)连接,给支撑杆总成(9)提供伸缩动力。
8.根据权利要求1所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的运动执行机构平台上台板(1)上设置有梯形卡槽(14),所述梯形卡槽(14)与设置在舱体底部的梯形螺栓相配合使用,对舱体进行安装。
9.根据权利要求1所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的运动执行机构平台下底板(5)上设有第一联接螺孔(51),所述第一联接螺孔(51)通过螺栓与配重块(6)相联接。
10.根据权利要求1所述的一种基于反向重力平衡六自由度运动平台系统,其特征在于:所述的运动执行机构平台下底板(5)上还设有第二联接螺孔(52),所述第二联接螺孔(52)通过螺栓与搬运撬块(13)相联接。
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