CN115135888B - 运动模拟器容错承载枢转连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运动模拟器，所述运动模拟器包括基座(102)、平台(104)和多个线性致动器(108)，所述多个线性致动器经由具有至少两个自由度的接头连接所述基座和所述平台，所述接头(15)包括：致动器U形夹，所述致动器U形夹包括具有第一凸耳开口和第二凸耳开口的第一侧凸耳和第二侧凸耳，所述致动器U形夹保持U形夹销；锚定件U形夹，所述锚定件U形夹保持轴，所述锚定件U形夹包括第一轴故障保持突起和第二轴故障保持突起；和轴开口，所述轴开口接收所述U形夹销并且具有主轴通道段和副轴通道段，所述第一侧凸耳开口、销和第一轴故障保持突起具有在所述第一凸耳开口的主内半径与所述销的外半径之间的主凸耳径向游隙差，所述主凸耳径向游隙差小于在所述第一凸耳开口的副凸耳内半径与所述第一轴故障保持突起的保持外半径之间的副凸耳径向游隙差。

Description

运动模拟器容错承载枢转连接装置

技术领域

本发明总体上涉及运动模拟器承载连接装置的领域，并且更具体地，涉及具有至少两个自由度和容错的运动模拟器承载连接装置。

背景技术

运动模拟器在本领域中是众所周知的。斯图尔特平台(六腿机构(hexapod))是一种已知形式的模拟器，其使承载平台相对于固定基座运动。六腿机构具有六个线性致动器，所述六个线性致动器布置成依据组合使用哪些致动器而使平台相对于基座以六个自由度(三个线性自由度和三个旋转自由度)运动。平动自由度通常被称为纵荡(surge)(沿行进方向的水平移动)、横荡(sway)(与行进方向垂直的水平移动)和垂荡(heave)(竖直运动)。旋转自由度通常被称为横摇(roll)(绕与行进方向平行的轴线的旋转)、纵摇(pitch)(绕与行进方向垂直的水平轴线的旋转)和艏摇(yaw)(绕竖直轴线的旋转)。

致动器通过万向接头(例如，卡登接头或球形接头)分别连接到承载平台和固定基座。术语“万向接头”表示具有至少两个旋转自由度的接头。或者，连接接头可以是除了一个旋转自由度以外所有自由度均受约束的接头(即，铰链接头)。

发明内容

在括号内引用所公开的实施例的相对应的部件、部分或表面，仅仅是出于说明的目的而不是通过限制的方式，本发明提供了一种运动模拟器(100)，所述运动模拟器包括：基座(102)；平台(104)；多个线性致动器(108a、108b、108c、108d、108e、108f)，所述平台通过所述多个线性致动器连接到所述基座；所述多个线性致动器可控制成使所述平台相对于所述基座以至少两个自由度运动；所述多个线性致动器中的至少一个通过具有至少两个自由度的平台接头(15)连接到所述平台；所述平台接头具有第一枢转轴线(20)和与所述第一枢转轴线相交的第二枢转轴线(23)，所述平台接头包括致动器U形夹(18)、绕所述第一枢转轴线(20)定向并且由所述致动器U形夹保持的U形夹销(19)、锚定件U形夹(21)以及绕所述第二枢转轴线(23)定向并且由所述锚定件U形夹保持的轴(22)；所述轴包括轴开口(24)，所述轴开口(24)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销，所述轴开口具有由主轴内半径(42)限定的主轴通道段(38)、由第一副轴内半径(43a、44a)限定的第一副轴通道段(39a)和由第二副轴内半径(43b、44b)限定的第二副轴通道段(39b)；所述致动器U形夹具有第一侧凸耳(25a)和第二侧凸耳(25b)；所述U形夹销在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；所述轴在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸并且被配置为相对于所述致动器U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转和相对于所述锚定件U形夹(21)绕所述第二枢转轴线(23)旋转；所述轴包括具有第一保持外半径(45a)和第一保持内半径(43a)的第一轴故障保持突起(40a)；所述轴包括具有第二保持外半径(45b)和第二保持内半径(43b)的第二轴故障保持突起(40b)；所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口(26a)，所述第一侧凸耳开口(26a)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第一轴故障保持突起，所述第一侧凸耳开口具有由第一主凸耳内半径(30a)限定的第一主凸耳通道段(28a)和由第一副凸耳内半径(31a)限定的第一副凸耳通道段(29a)；所述第一侧凸耳开口(26a)、U形夹销(19)和第一轴故障保持突起(40a)被配置为使得在所述第一凸耳开口(26a)的所述第一主凸耳内半径(30a)与所述U形夹销(19)的外半径(32)之间的第一主凸耳径向游隙差(游隙A)小于在所述第一凸耳(25a)的所述第一副凸耳内半径(31a)与所述第一轴故障保持突起(40a)的所述第一保持外半径(45a)之间的第一外副凸耳径向游隙差(游隙E)。

所述第一侧凸耳开口(26a)、U形夹销(19)和第一轴故障保持突起(40a)可以被配置为使得在所述第一凸耳开口(26a)的所述第一主凸耳内半径(30a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第一主凸耳径向游隙差(游隙A)小于在所述第一轴故障保持突起(40a)的所述第一保持内半径(43a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的第一内副凸耳径向游隙差(游隙C)。

所述第一侧凸耳开口(26a)、U形夹销(19)和第一轴故障保持突起(40a)可以被配置为使得在所述第一凸耳开口(26a)的所述第一主凸耳内半径(30a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第一主凸耳径向游隙差(游隙A)小于在所述轴开口(24)的所述第一副轴内半径(44a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的第一副轴径向游隙差(游隙D)。

所述第一侧凸耳开口(26a)、U形夹销(19)和第一轴故障保持突起(40a)可以被配置为使得在所述第一凸耳开口(26a)的所述第一主凸耳内半径(30a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第一主凸耳径向游隙差(游隙A)基本等于在所述轴开口(24)的所述主轴内半径(42)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的主轴径向游隙差(游隙B)。

所述第一侧凸耳开口(26a)和所述轴(22)可以被配置为使得在所述轴开口(24)的所述主轴内半径(42)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述主轴径向游隙差(游隙B)小于在所述第一轴故障保持突起(40a)的所述第一保持内半径(43a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第一内副凸耳径向游隙差(游隙C)。所述第一侧凸耳开口(26a)和所述轴(22)可以被配置为使得在所述轴开口(24)的所述主轴内半径(42)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的主轴径向游隙差(游隙B)小于在所述轴开口(24)的所述第一副轴内半径(44a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的第一副轴径向游隙差(游隙D)。所述第一主凸耳通道段(28a)和所述U形夹销(19)可以包括单个单一形成的构件，使得在所述第一凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差(游隙A)为零。

所述轴开口(24)的所述主轴内半径(42)可以小于所述轴开口(24)的所述第一副轴内半径(43a、44a)，并且所述轴开口(24)的所述第二副轴内半径(43b、44b)可以基本等于所述轴开口(24)的所述第一副轴内半径(43a、44a)。

所述第二侧凸耳(25b)可以包括第二侧凸耳开口(26b)，所述第二侧凸耳开口(26b)绕所述第一枢转轴线(20)定向并且被配置为接收所述U形夹销(19)和所述轴(22)的所述第二轴故障保持突起(40b)，所述第二侧凸耳开口(26b)可以具有由第二主凸耳内半径(30b)限定的第二主凸耳通道段(28b)和由第二副凸耳内半径(31b)限定的第二副凸耳通道段(29b)；所述第二侧凸耳开口(26b)、U形夹销(19)和第二轴故障保持突起(40b)可以被配置为使得在所述第二凸耳开口(26b)的所述第二主凸耳内半径(30b)与所述U形夹销(19)的外半径(32)之间的第二主凸耳径向游隙差小于在所述第二凸耳(25b)的所述第二副凸耳内半径(31b)与所述第二轴故障保持突起(40b)的所述第二保持外半径(45b)之间的第二外副凸耳径向游隙差。所述第二侧凸耳开口(26b)、U形夹销(19)和第二轴故障保持突起(40b)可以被配置为使得在所述第二凸耳开口(26a)的所述第二主凸耳内半径(30a)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第二主凸耳径向游隙差小于在所述第二轴故障保持突起(40b)的所述第二保持内半径(43b)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的第二内副凸耳径向游隙差。所述第二侧凸耳开口(26b)、U形夹销(19)和第二轴故障保持突起(40b)可以被配置为使得在所述第二凸耳开口(26b)的所述第二主凸耳内半径(30b)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第二主凸耳径向游隙差小于在所述轴开口(24)的所述第二副轴内半径(44b)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的第二副轴径向游隙差。所述第二侧凸耳开口(26b)、U形夹销(19)和第二轴故障保持突起(40b)可以被配置为使得在所述第二凸耳开口(26b)的所述第二主凸耳内半径(30b)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的所述第二主凸耳径向游隙差基本等于在所述轴开口(24)的所述主轴内半径(42)与所述U形夹销(19)的所述外半径(32)之间的主轴径向游隙差。

所述至少一个线性致动器可以具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且所述至少一个线性致动器的所述第一端部可以连接到所述致动器U形夹(18)，并且所述锚定件U形夹(21)可以连接到所述平台(104)，由此所述至少一个线性致动器可以通过所述平台接头枢转地连接到所述平台。所述运动模拟器可以包括基座接头(16)，所述基座接头(16)包括：致动器U形夹、绕第一枢转轴线定向并且由所述致动器U形夹保持的U形夹销、锚定件U形夹以及绕第二枢转轴线定向并且由所述锚定件U形夹保持的轴；所述轴包括绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销的轴开口，所述轴开口具有由主轴内半径限定的主轴通道段、由第一副轴内半径限定的第一副轴通道段和由第二副轴内半径限定的第二副轴通道段；所述致动器U形夹具有第一侧凸耳和第二侧凸耳；所述U形夹销在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；所述轴在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；所述轴包括具有第一保持外半径和第一保持内半径的第一轴故障保持突起；所述轴包括具有第二保持外半径和第二保持内半径的第二轴故障保持突起；所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口，所述第一侧凸耳开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第一轴故障保持突起，所述第一侧凸耳开口具有由第一主凸耳内半径限定的第一主凸耳通道段和由第一副凸耳内半径限定的第一副凸耳通道段；所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的外半径之间的第一主凸耳径向游隙差小于在所述第一凸耳的所述第一副凸耳内半径与所述第一轴故障保持突起的所述第一保持外半径之间的第一副凸耳径向游隙差；并且所述至少一个线性致动器的所述第二端部连接到所述基座接头的所述致动器U形夹并且所述基座接头的所述锚定件U形夹连接到所述基座，由此所述至少一个线性致动器通过所述基座接头枢转地连接到所述基座。

所述轴(22)的所述主轴通道段(38)、所述轴(22)的所述第一副轴通道段(39a)和所述轴(22)的所述第二副轴通道段(39b)可以包括固定在一起的分别形成的构件。所述第一轴故障保持突起(40a)和所述轴(22)的所述第一副轴通道段(39a)可以包括固定到所述轴(22)的所述主轴通道段(38)的第一单个单一形成的构件，并且所述第二轴故障保持突起(40b)和所述轴(22)的所述第二副轴通道段(39b)可以包括固定到所述轴(22)的所述主轴通道段(38)的第二单个单一形成的构件。

所述轴(22)的所述主轴通道段(38)、所述轴(22)的所述第一副轴通道段(39a)、所述轴(22)的所述第二副轴通道段(39b)、所述轴(22)的所述第一轴故障保持突起(40a)和所述轴(22)的所述第二轴故障保持突起(40b)可以包括单个单一形成的构件。所述轴(22)的所述主轴通道段(38)可以包括第一单个单一形成的构件，所述轴(22)的所述第一副轴通道段(39a)和所述轴的所述第一轴故障保持突起(40a)可以包括固定到所述第一单个单一形成的构件的第二单个单一形成的构件，并且所述轴(22)的所述第二副轴通道段(39b)和所述轴(22)的所述第二轴故障保持突起(40b)可以包括固定到所述第一单个单一形成的构件的第三单个单一形成的构件。

所述第一侧凸耳(25a)的所述第一主凸耳通道段(28a)和所述第一侧凸耳(25a)的所述第一副凸耳通道段(29a)可以包括固定在一起的分别形成的构件。所述第一侧凸耳(25a)的所述第一主凸耳通道段(28a)和所述第一侧凸耳(25a)的所述第一副凸耳通道段(29a)可以包括单个单一形成的构件。

所述锚定件U形夹(21)可以具有第一侧凸耳(35a)和第二侧凸耳(35b)，并且所述轴(22)可以在所述锚定件U形夹(21)的所述第一侧凸耳(35a)和所述第二侧凸耳(35b)之间延伸。所述轴(22)可以被配置为相对于所述U形夹销(19)绕所述第一枢转轴线(20)旋转，并且所述U形夹销(19)可以相对于所述致动器U形夹(18)旋转地固定。所述U形夹销(19)可以被配置为相对于所述致动器U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转，并且所述轴(22)可以被配置为相对于所述U形夹销(19)绕所述第一枢转轴线(20)旋转。所述U形夹销(19)可以被配置为相对于所述致动器U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转，并且所述轴(22)可以相对于所述U形夹销(19)旋转地固定。

所述锚定件U形夹(21)可以具有第一锚定件侧凸耳(35a)和第二锚定件侧凸耳(35b)；所述轴(22)可以在所述锚定件U形夹的所述第一锚定件侧凸耳和所述第二锚定件侧凸耳之间延伸；所述第一锚定件侧凸耳(35a)可以包括第一侧凸耳开口(52a)，所述第一侧凸耳开口(52a)绕所述第二枢转轴线(23)定向并且被配置为接收所述轴，所述第一侧凸耳开口可以具有由第一主锚定件凸耳内半径(60a)限定的第一主锚定件凸耳通道段(48a)和由第一副锚定件凸耳内半径(61a)限定的第一副锚定件凸耳通道段(49a)；并且所述第一锚定件侧凸耳开口(52a)和所述轴(22)可以被配置为使得在所述第一锚定件凸耳开口(52a)的所述第一主锚定件凸耳内半径(60a)与所述轴(22)的第一锚定件外半径(37a)之间的第一主锚定件凸耳径向游隙差(游隙F)小于在所述第一锚定件凸耳开口(52a)的所述第一副锚定件凸耳内半径(61a)与所述轴(22)的所述第一锚定件外半径(37a)之间的第一副锚定件凸耳径向游隙差(游隙G)。

所述锚定件U形夹(21)的所述第二锚定件侧凸耳(35b)可以包括第二侧凸耳开口(52b)，所述第二侧凸耳开口(52b)绕所述第二枢转轴线(23)定向并且被配置为接收所述轴，所述第二侧凸耳开口具有由第二主锚定件凸耳内半径(60b)限定的第二主锚定件凸耳通道段(48b)和由第二副锚定件凸耳内半径(61b)限定的第二副锚定件凸耳通道段(49b)；并且所述第二锚定件侧凸耳开口(52b)和所述轴(22)可以被配置为使得在所述第二锚定件凸耳开口(52b)的所述第二主锚定件凸耳内半径(60b)与所述轴(22)的第二锚定件外半径(37b)之间的第二主锚定件凸耳径向游隙差小于在所述第二副锚定件凸耳内半径(61b)与所述轴(22)的所述第二锚定件外半径(37b)之间的第二副锚定件凸耳径向游隙差。所述第一锚定件凸耳开口(52a)的所述第一主锚定件凸耳内半径(60a)可以基本等于所述第二锚定件凸耳开口(52b)的所述第二主锚定件凸耳内半径(60b)，所述第一锚定件凸耳开口(52a)的所述第一副锚定件凸耳内半径(61a)可以基本等于所述第二锚定件凸耳开口(52b)的所述第二副锚定件凸耳内半径(61b)，并且所述轴(22)的所述第一锚定件外半径(37a)可以基本等于所述轴(22)的所述第二锚定件外半径(37b)。

在另一方面中，提供了一种连接接头(15、16)，所述连接接头(15、16)包括：致动器U形夹(18)、绕第一枢转轴线(20)定向并且由所述致动器U形夹保持的U形夹销(19)、锚定件U形夹(21)以及绕第二枢转轴线(23)定向并且由所述锚定件U形夹保持的轴(22)；所述轴包括轴开口(24)，所述轴开口(24)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销，所述轴开口具有由主轴内半径(42)限定的主轴通道段(38)、由第一副轴内半径(43a、44a)限定的第一副轴通道段(39a)和由第二副轴内半径(43b、44b)限定的第二副轴通道段(39b)；所述致动器U形夹具有第一侧凸耳(25a)和第二侧凸耳(25b)；所述U形夹销在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；所述轴在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸并且被配置为相对于所述致动器U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转和相对于所述锚定件U形夹(21)绕所述第二枢转轴线(23)旋转；所述轴包括具有第一保持外半径(45a)和第一保持内半径(43a)的第一轴故障保持突起(40a)；所述轴包括具有第二保持外半径(45b)和第二保持内半径(43b)的第二轴故障保持突起(40b)；所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口(26a)，所述第一侧凸耳开口(26a)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第一轴故障保持突起，所述第一侧凸耳开口具有由第一主凸耳内半径(30a)限定的第一主凸耳通道段(28a)和由第一副凸耳内半径(31a)限定的第一副凸耳通道段(29a)；所述第一侧凸耳开口(26a)、U形夹销(19)和第一轴故障保持突起(40a)被配置为使得在所述第一凸耳开口(26a)的所述第一主凸耳内半径(30a)与所述U形夹销(19)的外半径(32)之间的第一主凸耳径向游隙差(游隙A)小于在所述第一凸耳(25a)的所述第一副凸耳内半径(31a)与所述第一轴故障保持突起(40a)的所述第一保持外半径(45a)之间的第一外副凸耳径向游隙差(游隙E)。

所述第一锚定件凸耳开口的所述第一主锚定件凸耳内半径(60a)可以基本等于所述第二锚定件凸耳开口的所述第二主锚定件凸耳内半径(60b)，所述第一锚定件凸耳开口的所述第一副锚定件凸耳内半径(61a)可以基本等于所述第二锚定件凸耳开口的所述第二副锚定件凸耳内半径(61b)，并且所述轴的所述第一锚定件外半径(37a)可以基本等于所述轴的所述第二锚定件外半径(37b)。

在又一方面中，提供了一种具有至少两个自由度的连接接头(15、16)，所述连接接头(15、16)包括：第一枢转轴线(20)和与所述第一枢转轴线(20)相交的第二枢转轴线(23)；第一U形夹(18)、第二U形夹(21)和在所述第一U形夹与所述第二U形夹之间的中心十字轴(19、22)；所述中心十字轴被配置为相对于所述第一U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转和相对于所述第二U形夹(21)绕所述第二枢转轴线(23)旋转；所述第一U形夹(18)和所述十字轴包括绕所述第一枢转轴线(20)定向的相对的第一主旋转支承表面并且限定绕所述第一枢转轴线(20)定向的第一主径向间隙(游隙A和/或游隙B)；所述第一U形夹(18)和所述十字轴包括绕所述第一枢转轴线(20)定向的相对的第一副旋转支承表面并且限定绕所述第一枢转轴线(20)定向的第一副径向间隙(游隙E和/或游隙C)；绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述第一副径向间隙(游隙E和/或游隙C)大于绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述第一主径向间隙(游隙A和/或游隙B)；所述第二U形夹(21)和所述十字轴包括绕所述第二枢转轴线(23)定向的相对的第二主旋转支承表面并且限定绕所述第二枢转轴线(23)定向的第二主径向间隙(游隙F)；所述第二U形夹(21)和所述十字轴包括绕所述第二枢转轴线(23)定向的相对的第二副旋转支承表面并且限定绕所述第二枢转轴线(23)定向的第二副径向间隙(游隙G)；绕所述第二枢转轴线(23)定向的所述第二副径向间隙(游隙G)大于绕所述第二枢转轴线(23)定向的所述第二主径向间隙(游隙F)；其中，所述十字轴被配置为在所述相对的第一主旋转支承表面出现故障时经由所述相对的第一副旋转支承表面相对于所述第一U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转；并且其中，所述十字轴被配置为在所述相对的第二主旋转支承表面出现故障时经由所述相对的第二副旋转支承表面相对于所述第二U形夹(21)绕所述第二枢转轴线(23)旋转。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一主旋转支承表面可以包括U形夹销(19)以及所述十字轴，所述U形夹销(19)由所述第一U形夹(18)保持并且具有绕所述第一枢转轴线定向的外主轴支承表面(32)，所述十字轴包括轴开口(24)，所述轴开口(24)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内主销支承表面(42)；并且绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面可以包括所述十字轴以及在所述第一U形夹中的U形夹故障保持开口(29a、29b、26a、26b)，所述十字轴包括轴故障保持突起(40a、40b)，所述轴故障保持突起(40a、40b)具有绕所述第一枢转轴线定向的外副U形夹支承表面(45a、45b)，所述U形夹故障保持开口(29a、29b、26a、26b)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴故障保持突起并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内副突起支承表面(31a、31b)；其中，绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙包括在所述U形夹销的所述外主轴支承表面与所述十字轴的所述轴开口的所述内主销支承表面之间的环形径向间隙(游隙B)；并且其中，绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述外副U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹故障保持开口的所述内副突起支承表面之间的环形径向间隙(游隙E)。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一主旋转支承表面可以包括U形夹销(19)以及在所述第一U形夹中的U形夹销开口(28a、28b、26a、26b)，所述U形夹销(19)由所述第一U形夹(18)保持并且具有绕所述第一枢转轴线定向的外主U形夹支承表面(32)，所述U形夹销开口(28a、28b、26a、26b)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内主销支承表面(30a、30b)；绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面可以包括所述十字轴以及在所述第一U形夹中的U形夹故障保持开口(29a、29b、26a、26b)，所述十字轴包括轴故障保持突起(40a、40b)，所述轴故障保持突起(40a、40b)具有绕所述第一枢转轴线定向的外副U形夹支承表面(45a、45b)，所述U形夹故障保持开口(29a、29b、26a、26b)绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴故障保持突起并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内副突起支承表面(31a、31b)；其中，绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙包括在所述U形夹销的所述外主U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹销开口的所述内主销支承表面之间的环形径向间隙(游隙A)；并且其中，绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述外副U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹故障保持开口的所述内副突起支承表面之间的环形径向间隙(游隙E)。

绕所述第二枢转轴线(23)定向的所述相对的第二主旋转支承表面可以包括所述十字轴以及在所述第二U形夹中的主轴开口(48a、48b、52a、52b)，所述十字轴具有轴部分(36a、36b)，所述轴部分(36a、36b)由所述第二U形夹(21)保持并且具有绕所述第二枢转轴线定向的外主支承表面(37a、37b)，所述主轴开口(48a、48b、52a、52b)绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分的所述外主支承表面并且具有绕所述第二枢转轴线定向的内主支承表面(60a、60b)；绕所述第二枢转轴线定向的所述相对的第二副旋转支承表面可以包括所述十字轴的所述轴部分以及在所述第二U形夹中的副轴开口(49a、49b、52a、52b)，所述十字轴的所述轴部分具有绕所述第二枢转轴线定向的外副支承表面(37a、37b)，所述副轴开口(49a、49b、52a、52b)绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分的所述外副支承表面并且具有绕所述第二枢转轴线定向的内副支承表面(61a、61b)；其中，绕所述第二枢转轴线定向的所述第二主径向间隙包括在所述十字轴的所述轴部分的所述外主支承表面与所述第二U形夹中的所述主轴开口的所述内主支承表面之间的环形径向间隙(游隙F)；并且其中，绕所述第二枢转轴线定向的所述第二副径向间隙包括在所述十字轴的所述轴部分的所述外副支承表面与所述第二U形夹中的所述副轴开口的所述内副支承表面之间的环形径向间隙(游隙G)。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一主旋转支承表面还可以包括所述U形夹销以及在所述第一U形夹中的U形夹销开口，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外U形夹支承表面(32)，所述U形夹销开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销的所述外U形夹支承表面并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内销支承表面(30a、30b)；其中，提供绕所述第一枢转轴线定向的销与U形夹的径向间隙，所述销与U形夹的径向间隙包括在所述U形夹销的所述外U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹销开口的所述内销支承表面之间的环形径向间隙(游隙A)；并且绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙(游隙E)大于绕所述第一枢转轴线定向的所述销与U形夹的径向间隙(游隙A)。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一副旋转支承表面还可以包括所述轴故障保持突起以及所述U形夹销，所述轴故障保持突起具有绕所述第一枢转轴线定向的内副支承表面(43a、43b)，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外故障保持表面(32)；其中，提供绕所述第一枢转轴线定向的销与轴突起的径向间隙(游隙C)，所述销与轴突起的径向间隙(游隙C)包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述内副支承表面与所述U形夹销的所述外故障保持表面之间的环形径向间隙(游隙C)；并且绕所述第一枢转轴线定向的所述销与轴突起的径向间隙(游隙C)大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙(游隙B)。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一副旋转支承表面还可以包括所述轴故障保持突起以及所述U形夹销，所述轴故障保持突起具有绕所述第一枢转轴线定向的内副支承表面(43a、43b)，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外故障保持表面(32)；其中，提供绕所述第一枢转轴线定向的销与轴突起的径向间隙(游隙C)，所述销与轴突起的径向间隙(游隙C)包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述内副支承表面与所述U形夹销的所述外故障保持表面之间的环形径向间隙(游隙C)；并且绕所述第一枢转轴线定向的所述销与轴突起的径向间隙(游隙C)可以大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙(游隙A)。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一副旋转支承表面还可以包括所述十字轴的所述轴开口(24)，所述轴开口(24)具有绕所述第一枢转轴线定向的内副销支承表面(44a、44b)；以及所述U形夹销，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外副支承表面(32)；其中，提供绕所述第一枢转轴线定向的副轴与销的径向间隙(游隙D)，所述副轴与销的径向间隙(游隙D)包括在所述十字轴的所述轴开口的所述内副销支承表面与所述U形夹销的所述外副支承表面之间的环形径向间隙(游隙D)；并且绕所述第一枢转轴线定向的所述副轴与销的径向间隙(游隙D)大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙(游隙B)。

绕所述第一枢转轴线(20)定向的所述相对的第一副旋转支承表面还可以包括所述十字轴的所述轴开口(24)，所述轴开口(24)具有绕所述第一枢转轴线定向的内副销支承表面(44a、44b)；以及所述U形夹销，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外副支承表面(32)；其中，提供绕所述第一枢转轴线定向的副轴与销的径向间隙(游隙D)，所述副轴与销的径向间隙(游隙D)包括在所述十字轴的所述轴开口的所述内副销支承表面与所述U形夹销的所述外副支承表面之间的环形径向间隙(游隙D)；并且绕所述第一枢转轴线定向的所述副轴与销的径向间隙(游隙D)大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙(游隙A)。

在所述U形夹销的所述外主轴支承表面(32)与所述十字轴的所述轴开口的所述内主销支承表面(42)之间的所述环形径向间隙(游隙B)可以基本等于绕所述第一枢转轴线定向的所述销与U形夹的径向间隙(游隙A)，所述销与U形夹的径向间隙(游隙A)包括在所述U形夹销的所述外U形夹支承表面(32)与所述第一U形夹中的所述U形夹销开口的所述内销支承表面(30a、30b)之间的所述环形径向间隙(游隙A)。

所述第一U形夹(18)和所述U形夹销(19)可以包括单个单一形成的构件。所述十字轴(22)和所述U形夹销(19)可以包括单个单一形成的构件。所述十字轴(22)可以被配置为相对于所述U形夹销(19)绕所述第一枢转轴线(20)旋转，并且所述U形夹销(19)可以相对于所述第一U形夹(18)旋转地固定。所述U形夹销(19)可以被配置为相对于所述第一U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转，并且所述十字轴(22)可以被配置为相对于所述U形夹销(19)绕所述第一枢转轴线(20)旋转。所述U形夹销(19)可以被配置为相对于所述第一U形夹(18)绕所述第一枢转轴线(20)旋转，并且所述十字轴(22)可以相对于所述U形夹销(19)旋转地固定。

所述第二U形夹(21)可以包括第一侧凸耳(35a)和第二侧凸耳(35b)，并且所述十字轴的所述轴部分(36a、36b)可以在所述第二U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；所述第一侧凸耳可以包括第一侧凸耳开口(52a)，所述第一侧凸耳开口(52a)绕所述第二枢转轴线(23)定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分(36a)，所述第一侧凸耳开口具有由第一主轴内半径(60a)限定的第一主轴通道段(48a)和由第一副轴内半径(61a)限定的第一副轴凸耳通道段(49a)；并且所述第二侧凸耳可以包括第二侧凸耳开口(52b)，所述第二侧凸耳开口(52b)绕所述第二枢转轴线(23)定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分(36b)，所述第二侧凸耳开口具有由第二主轴内半径(60b)限定的第二主轴通道段(48b)和由第二副轴内半径(61b)限定的第二副轴凸耳通道段(49b)。所述连接接头可以包括：基座(102)；平台(104)；多个线性致动器(108a、108b、108c、108d、108e、108f)，所述平台通过所述多个线性致动器连接到所述基座；所述多个线性致动器可控制成使所述平台相对于所述基座以至少两个自由度运动；并且所述多个线性致动器中的至少一个通过所述连接接头(15、16)连接到所述平台和/或所述基座。

附图说明

图1是改进的运动模拟器的第一实施例的透视图。

图2是图1所示的运动模拟器的致动器平台接头的放大透视图。

图3是图1所示的运动模拟器的致动器基座接头的放大透视图。

图4是图2和图3所示的接头的局部透视图。

图5是图4所示的接头的俯视局部透视图。

图6是图5所示的接头的主负载路径元件的局部透视图。

图7是图5所示的接头的备用负载路径元件的局部透视剖切图。

图8是图5所示的接头的右侧视图。

图9是图8所示的接头的右侧视图。

图10是大体在图8的线A-A上得到的、图8所示的接头的纵向竖直剖视图。

图11是大体在图10的指示的圆圈内得到的、图10所示的接头的放大剖视图。

图12是图6所示的接头元件的右侧视图。

图13是大体在图12的线B-B上得到的、图12所示的接头的纵向竖直剖视图。

图14是大体在图13的指示的圆圈内得到的、图13所示的接头的放大剖视图。

图15是大体在图13的指示的圆圈内得到的、图13所示的接头的放大剖视图。

图16是图7所示的接头元件的左侧视图。

图17是大体在图16的线C-C上得到的、图16所示的接头的纵向竖直剖视图。

图18是大体在图13的指示的圆圈内得到的、图17所示的接头的放大剖视图。

图19是大体在图8的线A-A上得到的、图8所示的接头的纵向竖直剖视图。

图20是大体在图19的线D-D上得到的、图19所示的接头的第一横向竖直剖视图。

图21是大体在图19的线E-E上得到的、图19所示的接头的第二横向竖直剖视图。

图22是大体在图19的线F-F上得到的、图19所示的接头的第三横向竖直剖视图。

图23是大体在图19的线G-G上得到的、图19所示的接头的第四横向竖直剖视图。

图24是图2所示的锚定件U形夹的纵向竖直剖视图。

具体实施方式

从一开始，应当清楚地理解，相同的附图标记旨在贯穿若干附图一致地标识相同的结构元件、部分或表面，如这样的元件、部分或表面可以通过整个书面说明书被进一步描述或解释，此详细描述是整个书面说明书的成一体部分。除非另有指示以外，附图旨在与本说明书一起被阅读(例如，交叉影线、部件的布置、比例、程度等)，并且将被视为本发明的整个书面描述的一部分。如在以下描述中所使用的，术语“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“上”和“下”以及其形容词和副词派生词(例如，“水平地”、“向右地””、“向上地”等)，仅仅是指图示的结构的取向，如特定的附图面向读者。类似地，术语“向内地”和“向外地”通常是指表面相对于其伸长轴线或旋转轴线的取向，视情况而定。

现在参照附图，并且更具体地参照其图1至图3，提供了一种改进的运动模拟器，所述运动模拟器的第一实施例总体上用100指示。如图所示，系统100总体上包括固定基座102和承载平台104。承载平台104被连结到基座102并且通过六腿机构106相对于基座102被驱动。

基座102的形状通常为三角形的，并且具有分别第一顶点114、第二顶点115和第三顶点116，如图1所示。基座102被附接到不可动的固体表面，例如，建筑物、户外设施、娱乐中心等的地板。如图所示，致动器顶点114、115和116围绕基座102被等距离定向。平台104包括具有大致平坦支撑表面的板构件。平台分别具有第一顶点117、第二顶点118和第三顶点119，如图1所示。平台104为模拟的车厢、驾驶舱、游戏、骑乘或类似物提供承载支撑结构。

六腿机构106包括六个线性致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f，其分别经由万向接头16a、16b、16c、16d、16e和16f连接到基座102并且分别经由万向接头15a、15b、15c、15d、15e和15f连接到平台104。线性致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f中的每个都是基本相同的，并且因此本文将参照图1至图3仅描述致动器108d。线性致动器108d包括与平台104连接的第一万向连接接头15d和与基座102连接的第二万向连接接头16d。万向接头15d和16d位于致动器108d的相对端部处。在接头16d和接头15d之间设置有气缸109，所述气缸109容纳活塞110。活塞110借助滚珠丝杠被安装在气缸109内，所述滚珠丝杠经由靠近第一万向接头16d的电动马达111被致动。马达111连接到滚珠丝杠，使得活塞110可以通过马达111被驱动进出气缸109。因此，在该实施例中，线性致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f是机电致动器，其包括：具有可旋转的输出轴的电动马达、围绕连接到输出轴的滚珠丝杠的外管或气缸、包含与滚珠丝杠接合的内螺母的可延伸内部活塞，以便通过马达转动丝杠来使活塞延伸或收回，所述活塞充当致动器的外部可延伸端部。虽然在该实施例中描述了机电线性致动器，但是可以使用可替代类型的线性致动器。

线性致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f包括确定内部活塞110相对于外部气缸109的位置的位置反馈传感器或编码器。致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f包括命令和驱动相应致动器的马达111的控制器。系统控制软件还可以持续地监测致动器性能，并且可以测量异常和可以生成故障警告信号。

因此，如图所示，六个线性致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f具有上端部，所述上端部分别通过三对双自由度的接头15a、15b、15c、15d、15e和15f与承载结构104互连。致动器108a、108b、108c、108d、108e和108f具有下端部，所述下端部分别通过三对双自由度的接头16a、16b、16c、16d、16e和16f与固定基座102互连。

万向接头15a、15b、15c、15d、15e、15f、16a、16b、16c、16d、16e和16f中的每个都是基本相同的，并且因此它们中的每个都将参照图4至图24来描述。如图2至图5所示，接头连接件15和16各自都包括致动器U形夹18、由致动器U形夹18保持的U形夹销19、锚定件U形夹21和由锚定件U形夹21保持的轴22。轴22被配置为相对于锚定件U形夹21绕第二枢转轴线23旋转。轴22还被配置为在U形夹销19上相对于U形夹销19绕第一枢转轴线20旋转。第一枢转轴线20和第二枢转轴线23相对于彼此成90°定向。因此，致动器108具有U形夹式端部18，所述U形夹式端部18具有绕枢转轴线20定向的U形夹式销19。轴20包括绕枢转轴线23定向的相对应开口24，所述相对应开口24被配置为接收U形销19，使得致动器108通过销接头连接件被枢转地连接到轴22。轴22又枢转地连接到平台104或基座102的锚定件21。如图所示，平台104和基座102各自都包括U形夹式锚定件21，所述U形夹式锚定件21具有绕枢转轴线23定向的U形夹式销或轴22，使得基座102或平台104通过销接头连接件被枢转地连接到轴22。

U形夹销19是圆柱形实心构件，其绕轴线20定向并且具有外半径32。在该实施例中，外半径32沿着U形夹销19的长度是恒定的。在该实施例中，U形夹销19通过致动器U形夹18中的防旋转板被旋转地固定并且不相对于U形夹18绕第一枢转轴线20旋转。然而，可替代地，U形夹销19可以通过U形夹18被旋转地支撑并且被配置为相对于致动器U形夹18绕第一枢转轴线20旋转。

致动器U形夹18包括第一侧凸耳25a和第二侧凸耳25b，所述第一侧凸耳25a和第二侧凸耳25b分别在其中具有开口26a和开口26b。开口26a和开口26b绕枢转轴线20定向并且支撑销19的端部。U形夹18包括如图6、图13和图20所示的主部分28以及如图7、图17和图21所示的副部分29。因此，侧凸耳25a中的开口26a具有主凸耳段28a和副凸耳段29a。类似地，侧凸耳25b中的开口26b具有主凸耳段28b和副凸耳段29b。侧凸耳25a的主凸耳段28a中的开口26a的内半径30a小于侧凸耳25a的副凸耳段29a中的开口26a的内半径31a。类似地，侧凸耳25b的主凸耳段28b中的开口26b的内半径30b小于侧凸耳25b的副凸耳段29b中的开口26b的内半径31b。在该实施例中，内半径30a与内半径30b是相同的，并且内半径31a和内半径31b是相同的。

如图24所示，锚定件U形夹21包括第一侧凸耳35a和第二侧凸耳35b，所述第一侧凸耳35a和第二侧凸耳35b分别在其中具有开口52a和开口52b。这样的开口绕轴线23定向并且旋转地支撑轴22的相对端部36a和36b。侧凸耳35a包括主凸耳段48a和副凸耳段49a，所述主凸耳段48a具有在其中延伸的开口52a，所述副凸耳段49a具有穿过其延伸的开口52a。类似地，侧凸耳35b包括主凸耳段48b和副凸耳段49b，所述主凸耳段48b具有在其中延伸的开口52b，所述副凸耳段49b具有穿过其延伸的开口52b。轴22的端部36a延伸穿过两个凸耳段48a和49a中的开口52a。轴22的端部36b延伸穿过两个凸耳段48b和49b中的开口52b。提供并排的双凸耳段48a、49a和48b、49b为锚定件U形夹21提供容错冗余。如关于致动器U形夹18所描述的，锚定件凸耳35a的主凸耳段48a中的开口52a的内半径60a小于锚定件凸耳35a的副凸耳段49a中的开口52a的内半径61a。类似地，锚定件凸耳35b的主凸耳段48b中的开口52b的内半径60b小于锚定件凸耳35b的副凸耳段49b中的开口52b的内半径61b。

在该实施例中，U形夹销19通过致动器U形夹18中的防旋转板被旋转地固定在侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b中并且不相对于U形夹18绕第一枢转轴线20旋转。反而，轴22被配置为在U形夹销19上绕轴线20旋转，使得轴22绕两个轴线20和轴线23自由旋转，从而允许第二枢转轴线23绕轴线20旋转。然而，可替代地，U形夹销19可以由侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b旋转地支撑，从而相对于致动器U形夹18绕第一枢转轴线20旋转。

轴22包括如图6、图13和图23所示的主部分38以及如图7、图17和图22的副侧部分39a和39b。因此，轴22中的开口24具有主轴段38和副轴段39a和39b。副轴段39a包括环形凸起40a，所述环形凸起40a在U形夹18的开口26a的段29a中被接收和旋转，并且具有内半径43a和外半径45a。副轴段39a还包括不延伸到U形夹18的开口26a中且具有内半径44a的部分。在该实施例中，内半径43a和内半径44a是相同的。类似地，副轴段39b包括环形凸起40b，所述环形凸起40b在U形夹18的开口26b的段29b中被接收和旋转，并且具有内半径43b和外半径45b。副轴段39b还包括不延伸到U形夹18的开口26b中且具有内半径44b的部分。在该实施例中，内半径43b和内半径44b是相同的。

在该实施例中，如图7和图22所示，副侧部分39a部分地由侧板50a形成，所述侧板50a被栓接到轴22的主体并且包括开口和圆柱形插入件，所述圆柱形插入件装配在板50a的开口中并且包括环形凸起40a。类似地，副侧部分39b部分地由侧板50b形成，所述侧板50b被栓接到轴22的主体并且包括开口和圆柱形插入件，所述圆柱形插入件装配在板50b的开口中并且包括环形凸起40b。轴22的主凸耳段38中的开口24的内半径42小于副轴段39a中的轴22的开口24的半径43a和44a。类似地，轴22的主轴段38中的开口24的半径42小于副凸耳段39b中的轴22的开口24的半径43b和44b。在该实施例中，半径43a、44a、43b和44b是相同的。

因此，在该实施例中，轴22的主轴段38、轴22的副轴段39a和轴22的副轴段39b包括固定在一起的分别形成的构件。此外，环形突起40a和40b包括分别固定到轴22的副轴段39a和副轴段39b的其它分别形成的构件的分别形成的构件。然而，可替代地并且非限制性地，轴22的主轴段38、轴22的副轴段39a和39b(包括轴22的保持突起40a和40b)可以包括单个单一形成的构件。可以采用其它组合。例如，轴22的主轴段38可以包括第一单个单一形成的构件，轴22的副轴段39a和轴22的轴故障保持突起40a可以包括固定到第一单个单一形成的构件的第二单个单一形成的构件，并且轴22的副轴通道段39b和轴22的轴保持突起40b可以包括固定到第一单个单一形成的构件的第三单个单一形成的构件。作为另一个可替代方案，轴22和U形夹销19可以包括单个单一形成的构件，在这种情况下以下描述的在轴22的主轴段38中的开口24的内半径42与U形夹销19的外半径32之间的游隙B将为零。在其中轴22和U形夹销19包括单个单一形成的构件并且以下描述的游隙B为零的实施例中，U形夹销19不被旋转地固定在侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b中、通过U形夹18被旋转地支撑并且被配置为相对于致动器U形夹18绕第一枢转轴线20旋转。因此，这样的元件可以是彼此固定的独立的件，可以是单个单一形成的构件，或者可以是组合。

以类似的方式，侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b可以分别包括第一单个单一形成的构件，并且侧凸耳25a和25b的副凸耳段29a和29b可以分别包括第二单个单一形成的构件，并且这样的第一单个单一形成的构件和第二单个单一形成的构件可以包括固定在一起的分别形成的构件。可替代地并且非限制性地，侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b以及侧凸耳25a和25b的副凸耳段29a和29b可以分别包括单个单一形成的构件。作为另一个可替代方案，凸耳通道段28a和U形夹销19可以包括单个单一形成的构件，在这种情况下以下描述的在侧凸耳25a的主凸耳段28a中的开口26a的内半径30a与U形夹销19的外半径32之间的游隙A将为零。在其中凸耳通道段28a和U形夹销19包括单个单一形成的构件并且以下描述的游隙A为零的实施例中，锚定件22不被旋转地固定到U形夹销19并且被配置为相对于U形夹销19绕第一枢转轴线20旋转。因此，这样的元件可以是彼此固定的独立的件，可以是单个单一形成的构件，或者可以是组合。

如图14和图20所示，在侧凸耳25a的主凸耳段28a中的开口26a的内半径30a与U形夹销19的外半径32之间设置有较小支承游隙A。该相同的游隙A被设置在侧凸耳25b的主凸耳段28b中的开口26b的内半径30b与U形夹销19的外半径32之间。例如并且非限制性地，游隙A可以是1/1000英寸。可以在主负载路径中在致动器U形夹18与U形夹销19之间传递线性力。

如图15和图23所示，在轴22的主轴段38中的开口24的内半径42与U形夹销19的外半径32之间设置有较小支承游隙B。在该实施例中，游隙B与游隙A相同。例如并且非限制性地，游隙B可以是1/1000英寸。游隙B允许轴22在U形夹销19上相对于致动器U形夹18旋转，同时在主负载路径中在U形夹销19与轴22之间传递线性力。

如图24所示，与游隙A类似地，在锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的主凸耳段48a和48b中的开口52a的内半径60a和60b分别与轴22的相对端部36a和36b的外半径37a和37b之间设置有较小支承游隙F。例如并且非限制性地，这种游隙F可以是1/1000英寸。该锚定件游隙F允许轴22在锚定件U形夹21的主凸耳段48a和48b中绕轴线23旋转，同时在主负载路径中在轴22与锚定件U形夹21之间传递线性力，由此在致动器U形夹18与锚定件U形夹21之间完成主负载路径，并且由此视情况而定在致动器108与平台104或基座102之间完成主负载路径。

因此，在致动器108与平台104或基座102之间设置有主负载路径，所述主负载路径延伸穿过U形夹18的侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b、U形夹销19、轴22的主轴段38和锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的凸耳段48a和48b。

如图11和图21所示，在轴22的副轴段39a的环形保持突起40a的内半径43a与U形夹销19的外半径32之间设置有较大游隙C。该相同的游隙C在另一侧上被设置在轴22的副轴段39b的环形保持突起40b的内半径43b与U形夹销19的外半径32之间。游隙C大于游隙A。如图11、图18和图21所示，在轴22的副轴段39a的环形保持突起40a的外半径45a与侧凸耳25a的副凸耳段29a中的开口26a的内半径31a之间也设置有较大游隙E。该相同的游隙E在另一侧上被设置在轴22的副轴段39b的环形保持突起40b的外半径45b与侧凸耳25b的副凸耳段29b中的开口26b的内半径31b之间。游隙E大于游隙A。例如并且非限制性地，游隙C和游隙E可以是5/1000英寸。

如图11和图22所示，在轴22的副轴段39a的内半径44a与U形夹销19的外半径32之间设置有较大游隙D。该相同的游隙D在另一侧上被设置在轴22的副轴段39b的内半径44b与U形夹销19的外半径32之间。游隙D大于游隙A并且与游隙C相同。例如并且非限制性地，游隙D可以是5/1000英寸。

关于U形夹18的侧凸耳25b、轴22的副轴段39b和接头15和16的U形夹销19的游隙基本等同于以上关于U形夹18的侧凸耳25a、轴22的副轴段39a和U形夹销19描述的游隙A、游隙B、游隙C、游隙D和游隙E。因此，它们也是所描述的游隙A、游隙B、游隙C、游隙D和游隙E。

如图24所示，与游隙C类似，在锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的副凸耳段49a和49b中的开口52a和52b的内半径61a和61b分别与轴22的相对端部36a和36b的外半径37a和37b之间设置有较大支承游隙G。游隙G大于游隙F并且与游隙C相同。例如并且非限制性地，游隙G可以是5/1000英寸。

当在上述的主负载路径中没有故障时，游隙C和游隙E将轴22的副轴段39a和39b的环形保持突起40a和40b与这种主负载路径隔离开，游隙D将轴22的副轴段39a和39b的其余部分与这种主负载路径隔离开，并且游隙G将锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的副凸耳段49a和49b与这种主负载路径隔离开。因此，在正常操作中，轴22的副轴段39a和39b以及锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的副凸耳段49a和49b不是显著的承载连接元件，并且将不像主负载路径中的主元件那样显著地磨损。因此，在致动器108与平台104或基座102之间设置有备用副负载路径，所述备用副负载路径延伸穿过U形夹18的侧凸耳25a和25b的副凸耳段29a和29b、轴22的副轴段39a和39b以及锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的副凸耳段49a和49b。当U形夹18的侧凸耳25a和25b的主凸耳段28a和28b、销19、轴22的主部分38或锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的主凸耳段48a和48b中的任一个出现故障时，例如，通过连接接头15的负载可以由U形夹18的侧凸耳25a和25b的副凸耳段29a和29b、轴22的副轴段39a和39b以及锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的副凸耳段49a和49b维持和承载。该副负载路径为运动模拟器100提供改进的冗余水平和增加的安全水平。

如上所述，接头连接件15和16在平台104的控制中为致动器108a至108f中的每个提供冗余和容错，所述平台104的控制在某些应用中是关键的。在连接接头的两个自由度上提供这种冗余。例如，销19的移除或故障没有导致灾难性故障，并且U形夹18、销19、轴22和锚定件U形夹21不是单点故障或安全关键部件。模拟器100是一种冗余致动系统，即使在其它系统中将导致致命故障的内部机械故障之后，所述冗余致动系统也具有多个保留的负载路径。由此，运动模拟器100可以不设置有从基座102到飞行框架104的安全关键部件。此外，因为运动模拟器100是隔离的并且除非发生故障以外不承载，所以仅在备用负载路径中的部件，即，U形夹18的侧凸耳25a和25b的副凸耳段29a和29b、轴22的副轴段39a和39b以及锚定件U形夹21的锚定件凸耳35a和35b的副凸耳段49a和49b，不需要被设计为用于穿戴。备用负载路径中的这些部件仅在主负载路径中发生故障的情况下才被接合。

与主负载路径中的啮合部件之间的较小游隙配合或间隙A、B和F相比，由备用负载路径中的啮合部件之间的较大游隙配合或间隙C、D、E和G导致的增大的侧隙(backlash)，允许更容易地检测主负载路径中的故障，例如，在运动耦合的方向被逆反时通过可听噪声来检测。故障的视觉检测也是可更易观察到的。系统控制软件还可以持续地监测致动器性能，并且可以测量异常和可以生成故障警告信号。

可以对所公开的实施例进行若干修改。例如并且非限制性地，可以将具有上述功能的附加致动器添加到该系统以提供进一步的冗余，或者如果期望有一种具有少于六个自由度的系统，则可以采用更少的致动器。此外，位置传感器、加速度计、解算器和/或编码器可以被添加到致动器和/或任何其它联动接头，以便向控制器提供有用的反馈。此外，附加的扭矩传感器、位置传感器和/或加速度计可以被添加到每个致动器输出和/或联动系统中的任何其它联动接头以提供进一步的反馈。

因此，虽然已经示出和描述了运动模拟器的一种形式并且讨论了若干修改，但是本领域的技术人员将容易理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种附加的改变。

Claims (62)

1.一种运动模拟器，其包括：

基座；

平台；

多个线性致动器，所述平台通过所述多个线性致动器连接到所述基座；

所述多个线性致动器能控制成使所述平台相对于所述基座以至少两个自由度运动；

所述多个线性致动器中的至少一个通过具有至少两个自由度的平台接头连接到所述平台；

所述平台接头具有第一枢转轴线和与所述第一枢转轴线相交的第二枢转轴线；

所述平台接头包括致动器U形夹、绕所述第一枢转轴线定向并且由所述致动器U形夹保持的U形夹销、锚定件U形夹以及绕所述第二枢转轴线定向并且由所述锚定件U形夹保持的轴；

所述轴包括轴开口，所述轴开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销，所述轴开口具有由主轴内半径限定的主轴通道段、由第一副轴内半径限定的第一副轴通道段和由第二副轴内半径限定的第二副轴通道段；

所述致动器U形夹具有第一侧凸耳和第二侧凸耳；

所述U形夹销在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；

所述轴在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸并且被配置为相对于所述致动器U形夹绕所述第一枢转轴线旋转和相对于所述锚定件U形夹绕所述第二枢转轴线旋转；

所述轴包括具有第一保持外半径和第一保持内半径的第一轴故障保持突起；

所述轴包括具有第二保持外半径和第二保持内半径的第二轴故障保持突起；

所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口，所述第一侧凸耳开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第一轴故障保持突起，所述第一侧凸耳开口具有由第一主凸耳内半径限定的第一主凸耳通道段和由第一副凸耳内半径限定的第一副凸耳通道段；

所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的外半径之间的第一主凸耳径向游隙差小于在所述第一凸耳的所述第一副凸耳内半径与所述第一轴故障保持突起的所述第一保持外半径之间的第一外副凸耳径向游隙差。

2.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差小于在所述第一轴故障保持突起的所述第一保持内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第一内副凸耳径向游隙差。

3.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差小于在所述轴开口的所述第一副轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第一副轴径向游隙差。

4.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差基本等于在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差。

5.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差小于在所述第一轴故障保持突起的所述第一保持内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一内副凸耳径向游隙差。

6.根据权利要求5所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差小于在所述轴开口的所述第一副轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第一副轴径向游隙差。

7.根据权利要求5所述的运动模拟器，其中，所述第一主凸耳通道段和所述U形夹销包括单个单一形成的构件，使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差为零。

8.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述轴开口的所述主轴内半径小于所述轴开口的所述第一副轴内半径，并且所述轴开口的所述第二副轴内半径基本等于所述轴开口的所述第一副轴内半径。

9.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中：

所述第二侧凸耳包括第二侧凸耳开口，所述第二侧凸耳开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第二轴故障保持突起，所述第二侧凸耳开口具有由第二主凸耳内半径限定的第二主凸耳通道段和由第二副凸耳内半径限定的第二副凸耳通道段；

所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的外半径之间的第二主凸耳径向游隙差小于在所述第二凸耳的所述第二副凸耳内半径与所述第二轴故障保持突起的所述第二保持外半径之间的第二外副凸耳径向游隙差。

10.根据权利要求9所述的运动模拟器，其中，所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第二主凸耳径向游隙差小于在所述第二轴故障保持突起的所述第二保持内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第二内副凸耳径向游隙差。

11.根据权利要求10所述的运动模拟器，其中，所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第二主凸耳径向游隙差小于在所述轴开口的所述第二副轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第二副轴径向游隙差。

12.根据权利要求11所述的运动模拟器，其中，所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第二主凸耳径向游隙差基本等于在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差。

13.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述至少一个线性致动器具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且其中，所述至少一个线性致动器的所述第一端部连接到所述致动器U形夹，并且所述锚定件U形夹连接到所述平台，由此所述至少一个线性致动器通过所述平台接头枢转地连接到所述平台。

14.根据权利要求13所述的运动模拟器，所述运动模拟器包括基座接头，所述基座接头包括：

致动器U形夹、绕第一枢转轴线定向并且由所述致动器U形夹保持的U形夹销、锚定件U形夹以及绕第二枢转轴线定向并且由所述锚定件U形夹保持的轴；

所述轴包括绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销的轴开口，所述轴开口具有由主轴内半径限定的主轴通道段、由第一副轴内半径限定的第一副轴通道段和由第二副轴内半径限定的第二副轴通道段；

所述致动器U形夹具有第一侧凸耳和第二侧凸耳；

所述U形夹销在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；

所述轴在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；

所述轴包括具有第一保持外半径和第一保持内半径的第一轴故障保持突起；

所述轴包括具有第二保持外半径和第二保持内半径的第二轴故障保持突起；

所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口，所述第一侧凸耳开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第一轴故障保持突起，所述第一侧凸耳开口具有由第一主凸耳内半径限定的第一主凸耳通道段和由第一副凸耳内半径限定的第一副凸耳通道段；

所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的外半径之间的第一主凸耳径向游隙差小于在所述第一凸耳的所述第一副凸耳内半径与所述第一轴故障保持突起的所述第一保持外半径之间的第一外副凸耳径向游隙差；并且

所述至少一个线性致动器的所述第二端部连接到所述基座接头的所述致动器U形夹并且所述基座接头的所述锚定件U形夹连接到所述基座，由此所述至少一个线性致动器通过所述基座接头枢转地连接到所述基座。

15.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述轴的所述主轴通道段、所述轴的所述第一副轴通道段和所述轴的所述第二副轴通道段包括分别形成的构件，所述分别形成的构件固定在一起。

16.根据权利要求15所述的运动模拟器，其中，所述第一轴故障保持突起和所述轴的所述第一副轴通道段包括固定到所述轴的所述主轴通道段的第一单个单一形成的构件，并且所述第二轴故障保持突起和所述轴的所述第二副轴通道段包括固定到所述轴的所述主轴通道段的第二单个单一形成的构件。

17.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述轴的所述主轴通道段、所述轴的所述第一副轴通道段、所述轴的所述第二副轴通道段、所述轴的所述第一轴故障保持突起和所述轴的所述第二轴故障保持突起包括单个单一形成的构件。

18.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述轴的所述主轴通道段包括第一单个单一形成的构件，所述轴的所述第一副轴通道段和所述轴的所述第一轴故障保持突起包括固定到所述第一单个单一形成的构件的第二单个单一形成的构件，并且所述轴的所述第二副轴通道段和所述轴的所述第二轴故障保持突起包括固定到所述第一单个单一形成的构件的第三单个单一形成的构件。

19.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳的所述第一主凸耳通道段和所述第一侧凸耳的所述第一副凸耳通道段包括分别形成的构件，所述分别形成的构件固定在一起。

20.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述第一侧凸耳的所述第一主凸耳通道段和所述第一侧凸耳的所述第一副凸耳通道段包括单个单一形成的构件。

21.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述锚定件U形夹包括第一侧凸耳和第二侧凸耳，并且所述轴在所述锚定件U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸。

22.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述轴被配置为相对于所述U形夹销绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述U形夹销相对于所述致动器U形夹旋转地固定。

23.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述U形夹销被配置为相对于所述致动器U形夹绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述轴被配置为相对于所述U形夹销绕所述第一枢转轴线旋转。

24.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中，所述U形夹销被配置为相对于所述致动器U形夹绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述轴相对于所述U形夹销旋转地固定。

25.根据权利要求1所述的运动模拟器，其中：

所述锚定件U形夹具有第一锚定件侧凸耳和第二锚定件侧凸耳；

所述轴在所述锚定件U形夹的所述第一锚定件侧凸耳和所述第二锚定件侧凸耳之间延伸；

所述第一锚定件侧凸耳包括第一锚定件侧凸耳开口，所述第一锚定件侧凸耳开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴，所述第一锚定件侧凸耳开口具有由第一主锚定件凸耳内半径限定的第一主锚定件凸耳通道段和由第一副锚定件凸耳内半径限定的第一副锚定件凸耳通道段；并且

所述第一锚定件侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述第一锚定件侧凸耳开口的所述第一主锚定件凸耳内半径与所述轴的第一锚定件外半径之间的第一主锚定件凸耳径向游隙差小于在所述第一锚定件侧凸耳开口的所述第一副锚定件凸耳内半径与所述轴的所述第一锚定件外半径之间的第一副锚定件凸耳径向游隙差。

26.根据权利要求25所述的运动模拟器，其中：

所述第二锚定件侧凸耳包括第二锚定件侧凸耳开口，所述第二锚定件侧凸耳开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴，所述第二锚定件侧凸耳开口具有由第二主锚定件凸耳内半径限定的第二主锚定件凸耳通道段和由第二副锚定件凸耳内半径限定的第二副锚定件凸耳通道段；并且

所述第二锚定件侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述第二锚定件侧凸耳开口的所述第二主锚定件凸耳内半径与所述轴的第二锚定件外半径之间的第二主锚定件凸耳径向游隙差小于在所述第二锚定件侧凸耳开口的所述第二副锚定件凸耳内半径与所述轴的所述第二锚定件外半径之间的第二副锚定件凸耳径向游隙差。

27.一种连接接头，其包括：

致动器U形夹；

U形夹销，所述U形夹销绕第一枢转轴线定向并且由所述致动器U形夹保持；

锚定件U形夹；以及

轴，所述轴绕第二枢转轴线定向并且由所述锚定件U形夹保持；

所述轴包括轴开口，所述轴开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销，所述轴开口具有由主轴内半径限定的主轴通道段、由第一副轴内半径限定的第一副轴通道段和由第二副轴内半径限定的第二副轴通道段；

所述致动器U形夹具有第一侧凸耳和第二侧凸耳；

所述U形夹销在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；

所述轴在所述致动器U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸并且被配置为相对于所述致动器U形夹绕所述第一枢转轴线旋转和相对于所述锚定件U形夹绕所述第二枢转轴线旋转；

所述轴包括具有第一保持外半径和第一保持内半径的第一轴故障保持突起；

所述轴包括具有第二保持外半径和第二保持内半径的第二轴故障保持突起；

所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口，所述第一侧凸耳开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第一轴故障保持突起，所述第一侧凸耳开口具有由第一主凸耳内半径限定的第一主凸耳通道段和由第一副凸耳内半径限定的第一副凸耳通道段；

所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差小于在所述第一凸耳的所述第一副凸耳内半径与所述第一轴故障保持突起的所述第一保持外半径之间的第一外副凸耳径向游隙差。

28.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的外半径之间的第一主凸耳径向游隙差小于在所述第一轴故障保持突起的所述第一保持内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第一内副凸耳径向游隙差。

29.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差小于在所述轴开口的所述第一副轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第一副轴径向游隙差。

30.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述第一侧凸耳开口、U形夹销和第一轴故障保持突起被配置为使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差基本等于在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差。

31.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述第一侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差小于在所述第一轴故障保持突起的所述第一保持内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一内副凸耳径向游隙差。

32.根据权利要求31所述的连接接头，其中，所述第一侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差小于在所述轴开口的所述第一副轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第一副轴径向游隙差。

33.根据权利要求31所述的连接接头，其中，所述第一主凸耳通道段和所述U形夹销包括单个单一形成的构件，使得在所述第一侧凸耳开口的所述第一主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第一主凸耳径向游隙差为零。

34.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述轴开口的所述主轴内半径小于所述轴开口的所述第一副轴内半径，并且所述轴开口的所述第二副轴内半径基本等于所述轴开口的所述第一副轴内半径。

35.根据权利要求27所述的连接接头，其中：

所述第二侧凸耳包括第二侧凸耳开口，所述第二侧凸耳开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销和所述轴的所述第二轴故障保持突起，所述第二侧凸耳开口具有由第二主凸耳内半径限定的第二主凸耳通道段和由第二副凸耳内半径限定的第二副凸耳通道段；

所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的外半径之间的第二主凸耳径向游隙差小于在所述第二凸耳的所述第二副凸耳内半径与所述第二轴故障保持突起的所述第二保持外半径之间的第二外副凸耳径向游隙差。

36.根据权利要求35所述的连接接头，其中，所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第二主凸耳径向游隙差小于在所述第二轴故障保持突起的所述第二保持内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第二内副凸耳径向游隙差。

37.根据权利要求36所述的连接接头，其中，所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第二主凸耳径向游隙差小于在所述轴开口的所述第二副轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的第二副轴径向游隙差。

38.根据权利要求37所述的连接接头，其中，所述第二侧凸耳开口、U形夹销和第二轴故障保持突起被配置为使得在所述第二侧凸耳开口的所述第二主凸耳内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的所述第二主凸耳径向游隙差基本等于在所述轴开口的所述主轴内半径与所述U形夹销的所述外半径之间的主轴径向游隙差。

39.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述锚定件U形夹具有第一侧凸耳和第二侧凸耳，并且所述轴在所述锚定件U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸。

40.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述轴被配置为相对于所述U形夹销绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述U形夹销相对于所述致动器U形夹旋转地固定。

41.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述U形夹销被配置为相对于所述致动器U形夹绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述轴被配置为相对于所述U形夹销绕所述第一枢转轴线旋转。

42.根据权利要求27所述的连接接头，其中，所述U形夹销被配置为相对于所述致动器U形夹绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述轴相对于所述U形夹销旋转地固定。

43.根据权利要求27所述的连接接头，其中：

所述锚定件U形夹具有第一锚定件侧凸耳和第二锚定件侧凸耳；

所述轴在所述锚定件U形夹的所述第一锚定件侧凸耳和所述第二锚定件侧凸耳之间延伸；

所述第一锚定件侧凸耳包括第一锚定件侧凸耳开口，所述第一锚定件侧凸耳开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴，所述第一锚定件侧凸耳开口具有由第一主锚定件凸耳内半径限定的第一主锚定件凸耳通道段和由第一副锚定件凸耳内半径限定的第一副锚定件凸耳通道段；并且

所述第一锚定件侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述第一锚定件侧凸耳开口的所述第一主锚定件凸耳内半径与所述轴的第一锚定件外半径之间的第一主锚定件凸耳径向游隙差小于在所述第一锚定件侧凸耳开口的所述第一副锚定件凸耳内半径与所述轴的所述第一锚定件外半径之间的第一副锚定件凸耳径向游隙差。

44.根据权利要求43所述的连接接头，其中；

所述第二锚定件侧凸耳包括第二锚定件侧凸耳开口，所述第二锚定件侧凸耳开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴，所述第二锚定件侧凸耳开口具有由第二主锚定件凸耳内半径限定的第二主锚定件凸耳通道段和由第二副锚定件凸耳内半径限定的第二副锚定件凸耳通道段；并且

所述第二锚定件侧凸耳开口和所述轴被配置为使得在所述第二锚定件侧凸耳开口的所述第二主锚定件凸耳内半径与所述轴的第二锚定件外半径之间的第二主锚定件凸耳径向游隙差小于在所述第二锚定件侧凸耳开口的所述第二副锚定件凸耳内半径与所述轴的所述第二锚定件外半径之间的第二副锚定件凸耳径向游隙差。

45.根据权利要求44所述的连接接头，其中，所述第一锚定件侧凸耳开口的所述第一主锚定件凸耳内半径基本等于所述第二锚定件侧凸耳开口的所述第二主锚定件凸耳内半径，所述第一锚定件侧凸耳开口的所述第一副锚定件凸耳内半径基本等于所述第二锚定件侧凸耳开口的所述第二副锚定件凸耳内半径，并且所述轴的所述第一锚定件外半径基本等于所述轴的所述第二锚定件外半径。

46.一种具有至少两个自由度的连接接头，所述连接接头包括：

第一枢转轴线和与所述第一枢转轴线相交的第二枢转轴线；

第一U形夹、第二U形夹和在所述第一U形夹与所述第二U形夹之间的中心十字轴；

所述中心十字轴被配置为相对于所述第一U形夹绕所述第一枢转轴线旋转和相对于所述第二U形夹绕所述第二枢转轴线旋转；

所述第一U形夹和所述十字轴包括绕所述第一枢转轴线定向的相对的第一主旋转支承表面并且限定绕所述第一枢转轴线定向的第一主径向间隙；

所述第一U形夹和所述十字轴包括绕所述第一枢转轴线定向的相对的第一副旋转支承表面并且限定绕所述第一枢转轴线定向的第一副径向间隙；

绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙；

所述第二U形夹和所述十字轴包括绕所述第二枢转轴线定向的相对的第二主旋转支承表面并且限定绕所述第二枢转轴线定向的第二主径向间隙；

所述第二U形夹和所述十字轴包括绕所述第二枢转轴线定向的相对的第二副旋转支承表面并且限定绕所述第一枢转轴线定向的第二副径向间隙；

绕所述第二枢转轴线定向的所述第二副径向间隙大于绕所述第二枢转轴线定向的所述第二主径向间隙；

其中，所述十字轴被配置为在所述相对的第一主旋转支承表面出现故障时经由所述相对的第一副旋转支承表面相对于所述第一U形夹绕所述第一枢转轴线旋转；并且

其中，所述十字轴被配置为在所述相对的第二主旋转支承表面出现故障时经由所述相对的第二副旋转支承表面相对于所述第二U形夹绕所述第二枢转轴线旋转。

47.根据权利要求46所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一主旋转支承表面包括U形夹销以及所述十字轴，所述U形夹销由所述第一U形夹保持并且具有绕所述第一枢转轴线定向的外主轴支承表面，所述十字轴包括轴开口，所述轴开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内主销支承表面；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面包括所述十字轴以及在所述第一U形夹中的U形夹故障保持开口，所述十字轴包括轴故障保持突起，所述轴故障保持突起具有绕所述第一枢转轴线定向的外副U形夹支承表面，所述U形夹故障保持开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴故障保持突起并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内副突起支承表面；

绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙包括在所述U形夹销的所述外主轴支承表面与所述十字轴的所述轴开口的所述内主销支承表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述外副U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹故障保持开口的所述内副突起支承表面之间的环形径向间隙。

48.根据权利要求46所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一主旋转支承表面包括U形夹销以及在所述第一U形夹中的U形夹销开口，所述U形夹销由所述第一U形夹保持并且具有绕所述第一枢转轴线定向的外主U形夹支承表面，所述U形夹销开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内主销支承表面；

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面包括所述十字轴以及在所述第一U形夹中的U形夹故障保持开口，所述十字轴包括轴故障保持突起，所述轴故障保持突起具有绕所述第一枢转轴线定向的外副U形夹支承表面，所述U形夹故障保持开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述轴故障保持突起并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内副突起支承表面；

绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙包括在所述U形夹销的所述外主U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹销开口的所述内主销支承表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述外副U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹故障保持开口的所述内副突起支承表面之间的环形径向间隙。

49.根据权利要求46所述的连接接头，其中：

绕所述第二枢转轴线定向的所述相对的第二主旋转支承表面包括所述十字轴以及在所述第二U形夹中的主轴开口，所述十字轴具有轴部分，所述轴部分由所述第二U形夹保持并且具有绕所述第二枢转轴线定向的外主支承表面，所述主轴开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分的所述外主支承表面并且具有绕所述第二枢转轴线定向的内主支承表面；

绕所述第二枢转轴线定向的所述相对的第二副旋转支承表面包括所述十字轴的所述轴部分以及在所述第二U形夹中的副轴开口，所述十字轴的所述轴部分具有绕所述第二枢转轴线定向的外副支承表面，所述副轴开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分的所述外副支承表面并且具有绕所述第二枢转轴线定向的内副支承表面；

绕所述第二枢转轴线定向的所述第二主径向间隙包括在所述十字轴的所述轴部分的所述外主支承表面与所述第二U形夹中的所述主轴开口的所述内主支承表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第二枢转轴线定向的所述第二副径向间隙包括在所述十字轴的所述轴部分的所述外副支承表面与所述第二U形夹中的所述副轴开口的所述内副支承表面之间的环形径向间隙。

50.根据权利要求47所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一主旋转支承表面还包括所述U形夹销以及在所述第一U形夹中的U形夹销开口，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外U形夹支承表面，所述U形夹销开口绕所述第一枢转轴线定向并且被配置为接收所述U形夹销的所述外U形夹支承表面并且具有绕所述第一枢转轴线定向的内销支承表面；并且

提供绕所述第一枢转轴线定向的销与U形夹的径向间隙，所述销与U形夹的径向间隙包括在所述U形夹销的所述外U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹销开口的所述内销支承表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述第一副径向间隙大于绕所述第一枢转轴线定向的所述销与U形夹的径向间隙。

51.根据权利要求47所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面还包括所述轴故障保持突起以及所述U形夹销，所述轴故障保持突起具有绕所述第一枢转轴线定向的内副支承表面，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外故障保持表面；

提供绕所述第一枢转轴线定向的销与轴突起的径向间隙，所述销与轴突起的径向间隙包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述内副支承表面与所述U形夹销的所述外故障保持表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述销与轴突起的径向间隙大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙。

52.根据权利要求48所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面还包括所述轴故障保持突起以及所述U形夹销，所述轴故障保持突起具有绕所述第一枢转轴线定向的内副支承表面，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外故障保持表面；

提供绕所述第一枢转轴线定向的销与轴突起的径向间隙，所述销与轴突起的径向间隙包括在所述十字轴的所述轴故障保持突起的所述内副支承表面与所述U形夹销的所述外故障保持表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述销与轴突起的径向间隙大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙。

53.根据权利要求47所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面还包括：所述十字轴的所述轴开口，所述轴开口具有绕所述第一枢转轴线定向的内副销支承表面；和所述U形夹销，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外副支承表面；

提供绕所述第一枢转轴线定向的副轴与销的径向间隙，所述副轴与销的径向间隙包括在所述十字轴的所述轴开口的所述内副销支承表面与所述U形夹销的所述外副支承表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述副轴与销的径向间隙大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙。

54.根据权利要求48所述的连接接头，其中：

绕所述第一枢转轴线定向的所述相对的第一副旋转支承表面还包括：所述十字轴的所述轴开口，所述轴开口具有绕所述第一枢转轴线定向的内副销支承表面；和所述U形夹销，所述U形夹销具有绕所述第一枢转轴线定向的外副支承表面；

提供绕所述第一枢转轴线定向的副轴与销的径向间隙，所述副轴与销的径向间隙包括在所述十字轴的所述轴开口的所述内副销支承表面与所述U形夹销的所述外副支承表面之间的环形径向间隙；并且

绕所述第一枢转轴线定向的所述副轴与销的径向间隙大于绕所述第一枢转轴线定向的所述第一主径向间隙。

55.根据权利要求50所述的连接接头，其中，在所述U形夹销的所述外主轴支承表面与所述十字轴的所述轴开口的所述内主销支承表面之间的所述环形径向间隙基本等于绕所述第一枢转轴线定向的所述销与U形夹的径向间隙，所述销与U形夹的径向间隙包括在所述U形夹销的所述外U形夹支承表面与所述第一U形夹中的所述U形夹销开口的所述内销支承表面之间的所述环形径向间隙。

56.根据权利要求47所述的连接接头，其中，所述第一U形夹和所述U形夹销包括单个单一形成的构件。

57.根据权利要求48所述的连接接头，其中，所述十字轴和所述U形夹销包括单个单一形成的构件。

58.根据权利要求47所述的连接接头，其中，所述十字轴被配置为相对于所述U形夹销绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述U形夹销相对于所述第一U形夹旋转地固定。

59.根据权利要求50所述的连接接头，其中，所述U形夹销被配置为相对于所述第一U形夹绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述十字轴被配置为相对于所述U形夹销绕所述第一枢转轴线旋转。

60.根据权利要求48所述的连接接头，其中，所述U形夹销被配置为相对于所述第一U形夹绕所述第一枢转轴线旋转，并且所述十字轴相对于所述U形夹销旋转地固定。

61.根据权利要求49所述的连接接头，其中：

所述第二U形夹包括第一侧凸耳和第二侧凸耳，并且所述十字轴的所述轴部分在所述第二U形夹的所述第一侧凸耳和所述第二侧凸耳之间延伸；

所述第一侧凸耳包括第一侧凸耳开口，所述第一侧凸耳开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分，所述第一侧凸耳开口具有由第一主轴内半径限定的第一主轴通道段和由第一副轴内半径限定的第一副轴凸耳通道段；并且

所述第二侧凸耳包括第二侧凸耳开口，所述第二侧凸耳开口绕所述第二枢转轴线定向并且被配置为接收所述十字轴的所述轴部分，所述第二侧凸耳开口具有由第二主轴内半径限定的第二主轴通道段和由第二副轴内半径限定的第二副轴凸耳通道段。

62.根据权利要求46所述的连接接头，包括：

基座；

平台；

多个线性致动器，所述平台通过所述多个线性致动器连接到所述基座；

所述多个线性致动器能控制成使所述平台相对于所述基座以至少两个自由度运动；并且

所述多个线性致动器中的至少一个通过根据权利要求46所述的连接接头连接到所述平台和/或所述基座。