CN1460802A - 六轴平移式动态模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种六轴平移式动态模拟装置，以模块化设计为发明核心，而且不采用传统的斯图尔特模拟平台所使用的液压或气压系统；具有三座位于相当于正三角形三边上的移动量控制机组，每一座移动量控制机组至少由一组万向节轭机构、两根固定长度的连杆、两组传动关节轭机构及两组产生直线移动的滑动座组合构成对称式的结构，该两根连杆的一端一起枢接在该组万向节轭机构上，该两根连杆的另一端，以对称方式各自枢接在各自所属的传动关节轭机构上，而各自所属的该组传动关节轭机构，又枢接在所属的该组滑动座上，因此，当各组滑动座发生直线移动时，该承载平台在空间中即产生不同的位移和角度变化。

Description

六轴平移式动态模拟装置

技术领域

本发明涉及一种六轴平移式动态模拟装置，尤指没有液压或气压系统的动态模拟装置，以三座结构相同的移动量控制机组，位于相当于正三角形的三边上，每座移动量控制机组均以一组万向节轭机构与承载平台枢接，故三组万向节轭机构枢接锁合在承载平台上的位置，也构成正三角形，而且每座移动量控制机组至少由一组万向节轭机构、两根固定长度的连杆、两组传动关节轭机构及两组产生直线移动的滑动座组合构成对称式的结构，该两根连杆的一端，一起枢接在该组万向节轭机构上，相对于该承载平台，形成有3自由度的空间运动，该两根连杆的另一端，以对称方式各自枢接在各自所属的传动关节轭机构上，并形成有2自由度的空间运动，而各自所属的该组传动关节轭机构，又枢接在所属的该组滑动座上，形成有1自由度的空间运动，因此，当各组滑动座产生直线移动时，该承载平台在空间中即产生不同的位移量和角度变化。

背景技术

最早的6自由度运动模拟平台结构，是在1965年由英国人斯图尔特(Stewart)提出的，因此6自由度运动模拟平台，又惯称为斯图尔特模拟平台(Stewart Platform)。

而长久以来，有关斯图尔特平台的机械设计部分，并没有突破性的改进或创新，仍然局限在以传统的液/气压系统为主，通过液/气压缸的行程变化，造成机械杆长的变化，及使所搭载的平台产生空间中6自由度的运动状态。而且，组合构成传统的斯图尔特模拟平台的零部件结构，没有采用模块化设计，再加上液/气压系统固有的缺陷，时常会发生漏油或漏气的问题，故造成在后续使用上及替换零部件维护上，有许多不便之处。

本发明即是为了解决上述传统的斯图尔特模拟平台的问题，没有采用传统的斯图尔特模拟平台所使用的液压或气压系统，以模块化设计作为本发明的核心。

发明内容

本发明的主要目的在于揭示一种六轴平移式动态模拟装置，不需要采用液压或气压系统，具有6自由度运动模拟平台结构。

本发明的次要目的在于揭示一种具模块化结构的六轴平移式动态模拟装置，以三座模块化的具相同结构的移动量控制机组，位于相当于正三角形的三边上，利用各自所属的万向节轭机构与一承载平台枢接，而构成具有6自由度运动模拟平台的装置。

本发明的其它目的在于揭示模块化的移动量控制机组的具体结构，能够精密控制该承载平台在空间中完成不同的位移和角度变化，并达成具有6自由度运动模拟平台结构。

附图说明

图1为本发明的六轴平移式动态模拟装置的第一具体实施例立体结构图，具有三座结构相同的移动量控制机组，分别位于相当于正三角形的三边上。

图2为图1所示的六轴平移式动态模拟装置的承载平台在空间中完成不同的位移和角度变化的示意图。

图3为图2的其它角度视图。

图4为图1的移动量控制机组的零部件分解图。

图5为本发明的六轴平移式动态模拟装置的第二具体实施例的立体结构图，具有三座结构相同的移动量控制机组，分别位于相当于正三角形的三边上。

图6为图5的移动量控制机组的零部件分解图。

图7为本发明的六轴平移式动态模拟装置的第三具体实施例的立体结构图，具有三座结构相同的移动量控制机组，分别位于相当于正三角形的三边上。

图8为图7的移动量控制机组的零部件分解图。

部件标号说明

(10)六轴平移式动态模拟装置

(20)移动量控制机组              (21)直线移动导引机构

(22)伺服传动机构                (23)导螺杆

(24)滑动座                      (25)传动关节轭机构

(26)连杆                        (27)万向节轭机构

(60)承载平台                    (221)伺服马达

(212)导轨座                     (211)线性滑轨

(40)机座                        (50)地基(222)主动皮带轮            (223)中间传输皮带(224)被动皮带轮            (225)支架板(241)、(242)通孔           (243)枢接槽(251)ㄩ形关节轭            (252)T形枢轴(271)ㄇ形关节轭            (272)十字形枢轴(273)凸轴                  (274)颈环座(275)锁合盖板              (41)机台(411)盖板                  (227)支架板(244)滑动板块              (246)颈环座(253)凸轴                  (28)滑动轭机构(29)万向节轭机构           (291)ㄇ形关节轭(293)枢接板体              (295)枢轴(292)凸轴                  (294)水平杆轴(296)固定块                (297)L形轭板(298)锁合轭板              (299)盖板(281)ㄇ形关节轭            (282)凸轴(283)枢接板体              (284)水平杆轴(285)枢轴                  (286)固定块

(287)L形滑动轭板    (288)滑动锁合轭板

(289)盖板

具体实施方式

请参阅图1及第2，本发明的发明重点，以不采用传统的六轴运动模拟器所使用的液压或气压系统为目的，将长度固定的连杆(26)两端，组配成枢接状态，分别枢接一组万向节轭机构(27)和一组传动关节轭机构(25)，而且该组传动关节轭机构(25)又枢接在一组滑动座(24)上，利用该组滑动座(24)的直线位置移动，而控制该组传动关节轭机构(25)的直线位置移动，以及控制连杆(26)产生6自由度空间位置的运动，进而控制承载平台(60)在空间中的位置运动。

本发明所揭示的六轴平移式动态模拟装置(10)，由三座结构相同的移动量控制机组(20)，分别固定在地基(50)上，并位于相当于正三角形的三边上，每座移动量控制机组(20)以一组万向节轭机构(27)与承载平台(60)枢接，故三组万向节轭机构(27)枢接锁合在承载平台(60)上的位置构成正三角形关系。

每座移动量控制机组(20)构成对称式的结构，具有一组万向节轭机构(27)、两根固定长度的连杆(26)、两组传动关节轭机构(25)、两组滑动座(24)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)；该组关节轭机构(27)以枢接方式锁合在在承载平台(60)上，故相对于该承载平台(60)，有1自由度的空间运动；该两根连杆(26)的一端，一起枢接在该组万向节轭机构(27)上，能够产生2自由度的空间运动，因此，每根连杆(26)与该组关节轭机构(27)枢接的端部，相对于该承载平台(60)，有3自由度的空间运动；而该两根连杆(26)的另一端以对称方式分别再与一组传动关节轭机构(25)构成枢接，能够产生2自由度的空间运动，而且每根连杆(26)各自所属的传动关节轭机构(25)，又分别枢接在一组所属的滑动座(24)上，故该组传动关节轭机构(25)相对该滑动座(24)，有1自由度的空间运动，因此，每根连杆(26)枢接在所属的传动关节轭机构(25)的该端部，相对于所属的滑动座(24)，亦有3自由度的空间运动。

因此，每座移动量控制机组(20)的每一根连杆(26)两端，都具有3自由度的空间运动，而且每一根连杆(26)均属长度固定的刚体(Rigid Body)，当所属的滑动座(24)发生直线位置移动时，枢接在每根连杆(26)的一端的该组传动关节轭机构(25)，由于被限制只能随同该滑动座(24)一起改变其直线位置的移动，使得每一根连杆(26)因此在空间中能够发生6自由度的空间位移，经由每一根连杆(26)在空间中所产生的移动位置变化，使得枢接在每根连杆(26)另一端的该组万向节轭机构(27)，依据该组传动关节轭机构(25)的直线位置移动而产生空间上的相对位移。

因此，每一组滑动座(24)与所属的传动关节轭机构(25)一起直线移动至不相同的位置时，所属的该根连杆(26)在空间中的6自由度运动位置亦随之不同，即，枢接在每根连杆(26)一端的该组万向节轭机构(27)随之改变其与该组传动关节轭机构(25)在空间中的相对位置，并连动所枢接的承载平台(60)，在空间中有不同位置的移动变化；请参阅图1至图3，所以，按照位于相当于正三角形三边上的各座移动量控制机组(20)的各组滑动座(24)的相对直线移动变化，承载平台(60)在空间中就会产生相对的移动位置变化，故每一座移动量控制机组(20)的每一组滑动座(24)必须移动的直线移动，能够分别同步精密控制，例如利用计算机同步控制每一组滑动座(24)的相对直线移动量，就能够精密控制每一组万向节轭机构(27)在空间中的相对移动量，即可达成操控承载平台(60)在空间中完成不同的位移和角度变化。

而本发明使得每一座移动量控制机组(20)的每一组滑动座(24)能够产生直线移动的装置，是由两根导螺杆(23)、两组包括有伺服马达(221)的伺服传动机构(22)、及一组包括两个导轨座(212)与两条线性滑轨(211)的直线移动导引机构(21)相互组合搭配构成，每组滑动座(24)具有螺纹孔齿合在所属的导螺杆(23)上，并分别由一组伺服传动机构(22)的伺服马达(221)操控所属的的导螺杆(23)转动，使分别安装在直线移动导引机构(21)其中一个导轨座(212)上的该组滑动座(24)，能够受线性滑轨(211)导引而产生直线移动，因此，精密控制各组伺服传动机构(22)的伺服马达(221)的转动角度及转动速度，即可精密控制每一组滑动座(24)的直线移动量，进而精准控制承载平台(60)在空间中完成不同的位移和角度变化

本发明的移动量控制机组(20)的第一具体实施例，如图1至图4所示，至少包括一块机座(40)、一组万向节轭机构(27)、两根固定长度的连杆(26)、两组传动关节轭机构(25)、两组滑动座(24)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)。

该机座(40)为长板状的板体，以螺栓锁定在地基(50)上；该直线移动导引机构(21)，具有两条相互平行的线性滑轨(211)和两个相同的导轨座(212)，该两条线性滑轨(211)顺着机座(40)的纵长方向，平行设置在该机座(40)的平面上，而每个导轨座(212)的底面，依照该两条线性滑轨(211)的形状及间距，精密开设有两个平行导槽，故每个导轨座(212)能够套合在该两条线性滑轨(211)上，并且能够在该两条线性滑轨(211)上沿着导引方向自由滑动。

每组伺服传动机构(22)，均由一个伺服马达(221)组合搭配一主动皮带轮(222)、一中间传输皮带(223)、一被动皮带轮(224)及一件支架板(225)构成，并分别传动一根导螺杆(23)，将每一组伺服传动机构(22)的支架板(225)分别设置在机座(40)的两侧，构成枢接两根导螺杆(23)的支架，使得每根导螺杆(23)的两端能够利用轴承而枢接在支架板(225)的板壁上，并与该两条线性滑轨(211)相互平行；每一组伺服传动机构(22)的伺服马达(221)被固定在该机座(40)上，其主动皮带轮(222)锁定在伺服马达(221)的转轴上，而被动皮带轮(224)则锁定在所属的导螺杆(23)的转轴上，中间传输皮带(223)则套接在主动皮带轮(222)与被动皮带轮(224)上。

每一组滑动座(24)，呈矩形板块，分别锁定在该直线移动导引机构(21)的导轨座(212)上，其侧面开设有两个通孔(241)、(242)，利用其中一个通孔(241)形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔(242)则形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过；而且，每一组滑动座(24)的顶面处，开设有一枢接槽(243)，用以枢接一组传动关节轭机构(25)。

每一组传动关节轭机构(25)，由一ㄩ形关节轭(251)及一T形枢轴(252)相互枢接构成，该T形枢轴(252)两侧的水平杆轴，利用轴承及螺帽等零件，分别枢接在该ㄩ形关节轭(251)两侧的侧板上，使得该T形枢轴(252)的垂直杆轴，对于该ㄩ形关节轭(251)，有1自由度的空间旋转运动，而且，每个ㄩ形关节轭(251)的底面并凸伸出一凸轴(253)，亦利用轴承及螺帽等零件，而枢接在每个滑动座(24)的枢接槽(243)内，使得每组传动关节轭机构(25)对于与其枢接的滑动座(24)，有1自由度的空间旋转运动，或者，每组传动关节轭机构(25)的T形枢轴(252)垂直杆轴，对于所属的滑动座(24)，有2自由度的空间旋转运动。

该万向节轭机构(27)，由一ㄇ形关节轭(271)、一十字形枢轴(272)、一颈环座(274)及一锁合盖板(275)相互组合构成。该十字形枢轴(272)左右两侧的水平杆轴，利用轴承及螺帽等零件，枢接在该ㄇ形关节轭(271)两侧的侧板上，使得该十字形枢轴(272)前后两侧的垂直杆轴，对于该ㄇ形关节轭(271)，有1自由度的空间旋转运动，而且，该ㄇ形关节轭(271)的顶面并凸伸出一凸轴(273)，利用轴承与该颈环座(274)枢接，再将该锁合盖板(275)固定在该颈环座(274)的上方，并利用该锁合盖板(275)与承载平台(60)锁合固定，如此，该ㄇ形关节轭(271)对于与其枢接的颈环座(274)或锁合盖板(275)，有1自由度的空间旋转运动，或者，该ㄇ形关节轭(271)的十字形枢轴(272)前后两侧的垂直杆轴，对于所属的颈环座(274)或锁合盖板(275)，有2自由度的空间旋转运动。

每一根连杆(26)的长度固定，前后两端部形成枢接轴孔，其前端的枢接轴孔，利用轴承及螺帽等零件，枢接在该万向节轭机构(27)的十字形枢轴(272)前侧垂直杆轴或后侧垂直杆轴上，使得每根连杆(26)的前端枢接轴孔，对于与其枢接的该十字形枢轴(272)垂直杆轴，有1自由度的空间旋转运动，或者，对于所属的颈环座(274)或锁合盖板(275)，有3自由度的空间旋转运动；而其后端的枢接轴孔，亦利用轴承及螺帽等零件，枢接在所属的传动关节轭机构(25)的T形枢轴(252)垂直杆轴上，使得每根连杆(26)的后端枢接轴孔，对于与其枢接的该T形枢轴(252)垂直杆轴，有1自由度的空间旋转运动，或者，对于所属的滑动座(24)，有3自由度的空间旋转运动。由于每根连杆(26)的两端部，各有3自由度的空间旋转运动，因此，每根连杆(26)在空间中的移动运动，就相对有6自由度。以上构造，依据空间机构学的机构可动性方程式验证，本发明确实具有6自由度空间运动模式。即，根据Gruebler′s formula for spatial mechanism： $F=6(L-j-1)+\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{f}_i$ $L=32,j=36,\underset{i=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{f}_i=36,F=6$

其中，F：机构整体自由度    L：机构杆件总数

      j：机构接头总数

      fi：第i个接头的自由度数目

因此，本发明的六轴平移式动态模拟装置(10)，能够利用计算机控制器(未显示)来精密运算和控制，依据承载平台(60)在空间中产生相对运动的数据或条件，同步操作每座移动量控制机组(20)的每组伺服传动机构(22)的伺服马达(221)的相对转动角度及相对转动速度，使三座移动量控制机组(20)的每组滑动座(24)和传动关节轭机构(25)，能够同步产生不一的相对直线移动，带动所属的每根连杆(26)，产生空间上的相对空间位移变化，并控制每组万向节轭机构(27)在空间中的相对移动，使得承载平台(60)因此产生不同位移量与姿态角度变化，故可以模拟运载工具(如车、船、飞机、云霄飞车等)在空间中的6自由度运动状态。

以下所揭示的关于移动量控制机组(20)的其它具体实施例，与上述移动量控制机组(20)的第一具体实施例，属于等效的机械结构，并利用相同技术手段和动作原理，使承载平台(60)能够模拟空间中的6自由度运动状态，因此，其它具体实施例的组合部件，其彼此相互之间的连动关系，可参照上述对于第一具体实施例的详细说明，不再重复赘述，仅就移动量控制机组(20)的其它具体实施例的结构，说明如下：

该移动量控制机组(20)的第二具体实施例，如图5及图6所示，至少包括一机台(41)、一组万向节轭机构(27)、两根固定长度的连杆(26)、两组传动关节轭机构(25)、两组滑动座(24)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)；其中，第二具体实施例所使用的该万向节轭机构(27)、该连杆(26)、该传动关节轭机构(25)、该导螺杆(23)、该伺服传动机构(22)及该直线移动导引机构(21)等组合构件，与前述第一具体实施例所示的结构相同。

而第二具体实施例的机台(41)为断面呈ㄇ形的长板体，锁定在地基(50)上，左右两侧的端面，并各锁定一件盖板(411)，该盖板(411)的板面上并开设有槽孔；每组伺服传动机构(22)的伺服马达(221)，组装时，安置在该机台(41)的内部，每组伺服马达(221)的转轴，经由该盖板(411)的槽孔凸伸出来，再组合锁定一主动皮带轮(222)，利用每一组伺服传动机构(22)的支架板(227)，分别安装在靠近机台(41)的两侧处，构成枢接两根导螺杆(23)的支架，使得每根导螺杆(23)的两端能够利用轴承而枢接在支架板(227)的板壁上，并与其直线移动导引机构(21)的两条线性滑轨(211)相互平行；将被动皮带轮(224)锁定在所属的导螺杆(23)的转轴上，中间传输皮带(223)则套接在主动皮带轮(222)与被动皮带轮(224)上，因此，每组伺服马达(221)的动力，能够经由该主动皮带轮(222)、中间传输皮带(223)与被动皮带轮(224)而传输至所属的导螺杆(23)上。

第二具体实施例所揭示的滑动座(24)结构，至少包括一滑动板块(244)、及一颈环座(246)所构成，该滑动板块(244)锁定在该直线移动导引机构(21)的导轨座(212)上，其侧面开设有两个通孔，利用其中一个通孔形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔则形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过；该颈环座(246)锁定在该滑动板块(244)的顶面上，或者，先锁定一锁合板(245)在该滑动板块(244)的顶面，再将该颈环座(246)锁定在该锁合板(245)的顶面上，利用该颈环座(246)的中空圆槽，搭配轴承零件，供每组传动关节轭机构(25)的ㄩ形关节轭(251)的凸轴(253)枢接其内。

第二具体实施例所揭示的该滑动座(24)结构，与上述第一具体实施例所揭示的滑动座(24)结构，两者可相互置换使用于第一具体实施例或第二具体实施例中，而构成本发明的其它实施例，在此一并指明。

该移动量控制机组(20)的第三具体实施例，如图7及图8所示，至少包括一机座(40)、一组万向节轭机构(29)、两根固定长度的连杆(26)、两组滑动轭机构(28)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)；其中，第三具体实施例所使用的该连杆(26)、该导螺杆(23)、该伺服传动机构(22)及该直线移动导引机构(21)等组合构件，与前述第一具体实施例所示的结构相同，而且该组万向节轭机构(29)的结构，与滑动轭机构(28)的结构类似。

第三具体实施例的该万向节轭机构(29)，由一ㄇ形关节轭(291)、一枢接板体(293)、一枢轴(295)、两固定块(296)、一L形轭板(297)、一锁合轭板(298)及两盖板(299)相互组合构成。该L形轭板(297)具有一水平侧板及一直立侧板，该水平侧板用来与承载平台(60)接触并锁合固定，而该直立侧板的板面上则开设有枢轴孔；该锁合轭板(298)为具有适当厚度的板体，其轮廓形状与该L形轭板(297)的直立侧板相对应，板面上并开设有对应的枢轴孔，与该L形轭板(297)锁合成一体时，则构成一组ㄇ形关节轭；该枢接板体(293)为矩形状的板体，中央处开设有枢槽，而且两侧面则各凸伸出一水平杆轴(294)，利用轴承零件，分别枢接在该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)的枢轴孔内，再以两盖板(299)分别锁合在该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)的板面而固定，使得该枢接板体(293)对于与其枢接的该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)，有1自由度的空间旋转运动；该ㄇ形关节轭(291)的顶面凸伸出一凸轴(292)，利用轴承而枢接在该枢接板体(293)中央的枢槽内，再以一盖板锁合在该枢接板体(293)的板面而固定，因此，该ㄇ形关节轭(291)对于与其枢接的该枢接板体(293)，有1自由度的空间旋转运动，或者，对于该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)，有2自由度的空间旋转运动；该ㄇ形关节轭(291)的两侧翼底面，开设有半圆轴孔，而该固定块(296)亦相对设有半圆轴孔，故可利用两个固定块(296)分别锁合在该ㄇ形关节轭(291)的两侧底面上，而枢接一根两端部分别用来枢接连杆(26)的枢轴(295)，使得每根连杆(26)的前端枢接轴孔，对于与其枢接的该ㄇ形关节轭(291)，有1自由度的空间旋转运动，或者，对于该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)，有3自由度的空间旋转运动。

第三具体实施例的每组滑动轭机构(28)，由一ㄇ形关节轭(281)、一枢接板体(283)、一枢轴(285)、两固定块(286)、一L形滑动轭板(287)、一滑动锁合轭板(288)及两盖板(289)相互组合构成。该L形滑动轭板(287)具有一水平侧板及一直立侧板，利用其水平侧板而锁定在该直线移动导引机构(21)的导轨座(212)上，而且该L形滑动轭板(287)开设有两个通孔，其中一个通孔形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔则形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过；而且，该L形滑动轭板(287)其直立侧板的板面上，开设有枢轴孔；该滑动锁合轭板(288)为具有适当厚度的板体，其轮廓形状与该L形滑动轭板(287)的直立侧板相对应，板面上开设有与之对应的两个通孔和一个枢轴孔，该两个通孔形成通道，供该两根导螺杆(23)穿过，该滑动锁合轭板(288)与该L形滑动轭板(287)锁合成一体时，则构成一组ㄇ形关节轭；该枢接板体(283)为矩形状的板体，中央处开设有枢槽，而且两侧面则各凸伸出一水平杆轴(284)，利用轴承零件，分别枢接在该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)的枢轴孔内，再以两盖板(289)分别锁合在该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)的板面而固定，使得该枢接板体(283)对于与其枢接的该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)，有1自由度的空间旋转运动；该ㄇ形关节轭(281)的顶面凸伸出一凸轴(282)，利用轴承而枢接在该枢接板体(283)中央的枢槽内，再以一盖板锁合在该枢接板体(283)的板面而固定，因此，该ㄇ形关节轭(281)对于与其枢接的该枢接板体(283)，有1自由度的空间旋转运动，或者，对于该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)，有2自由度的空间旋转运动；该ㄇ形关节轭(281)的两侧底面，开设有半圆轴孔，而该固定块(286)亦相对设有半圆轴孔，故可利用两个固定块(286)分别锁合在该ㄇ形关节轭(291)的两侧底面，而枢接一根用来枢接连杆(26)的枢轴(285)，使得每根连杆(26)的后端枢接轴孔，对于与其枢接的该ㄇ形关节轭(281)，有1自由度的空间旋转运动，或者，对于该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)，有3自由度的空间旋转运动。由于每根连杆(26)的两端部，各有3自由度的空间旋转运动，因此，每根连杆(26)在空间中的移动运动，就相对有6自由度。

Claims (9)

1、一种六轴平移式动态模拟装置(10)，由位于相当于正三角形的三边上的三座结构相同的移动量控制机组(20)，利用各自所属的万向节轭机构(27)与一承载平台(60)枢接而构成，其中，每座移动量控制机组(20)至少由一组万向节轭机构(27)、两根固定长度的连杆(26)、两组传动关节轭机构(25)及两组产生直线移动的滑动座(24)组合构成对称式的结构，该两根连杆(26)的一端，一起枢接在该组万向节轭机构(27)上，相对于该承载平台(60)，构成有3自由度的空间运动，该两根连杆(26)的另一端，以对称方式各自枢接在各自所属的传动关节轭机构(25)上，并构成有2自由度的空间运动，而各自所属的该组传动关节轭机构(25)则枢接在所属的该组滑动座(24)上，构成有1自由度的空间运动，当各组滑动座(24)发生直线移动时，该承载平台(60)在空间中即产生不同的位移和角度变化。

2、一种六轴平移式动态模拟装置(10)，由位于相当于正三角形的三边上的三座结构相同的移动量控制机组(20)，利用各自所属的万向节轭机构(27)与一承载平台(60)枢接而构成，其中，每座移动量控制机组(20)由一组万向节轭机构(27)、两根固定长度的连杆(26)、两组传动关节轭机构(25)、两组滑动座(24)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)组合构成对称式的结构，该两根连杆(26)的一端，一起枢接在该组万向节轭机构(27)上，相对于该承载平台(60)，形成有3自由度的空间运动，该两根连杆(26)的另一端，以对称方式各自枢接在各自所属的传动关节轭机构(25)上，并形成有2自由度的空间运动，而各自所属的该组传动关节轭机构(25)则枢接在所属的该组滑动座(24)上，构成有1自由度的空间运动，该两根导螺杆(23)一起穿过该两组滑动座(24)，并且与各自所属的该组滑动座(24)构成螺纹齿合枢接，和由各自所属的该组伺服传动机构(22)控制其转动角度及转动速度，而该两组滑动座(24)跨置在该组直线移动导引机构(21)上，并在该组直线移动导引机构(21)上能够滑动；据此，由各组伺服传动机构(22)精密控制所属的导螺杆(23)转动角度及转动速度，即可精密控制所属的该组滑动座(24)在该组直线移动导引机构(21)上的直线移动量，和精准控制该承载平台(60)在空间中完成不同的位移和角度变化。

3、如权利要求2所述的六轴平移式动态模拟装置(10)，其中，

所说的直线移动导引机构(21)，具有两条平行安装的线性滑轨(211)和两个导轨座(212)，每个导轨座(212)的底面开设有两个平行导槽，套合在该两条线性滑轨(211)上，使其能沿着导引方向自由滑动；

每组伺服传动机构(22)，至少包括一台伺服马达(221)，与所属的导螺杆(23)构成连动机构，使其能控制所属的导螺杆(23)的转动角度及转动速度；

每组滑动座(24)，为矩形板块，其顶面开设一枢接槽(243)，用以枢接所属的传动关节轭机构(25)，其底面则锁定在该直线移动导引机构(21)的其中一个导轨座(212)上，而其侧面开设有两个通孔(241，242)，其中一个通孔(241)形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔(242)形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过；

每组传动关节轭机构(25)，由一ㄩ形关节轭(251)及一T形枢轴(252)相互枢接构成，该T形枢轴(252)两侧形成水平杆轴，枢接在该ㄩ形关节轭(251)两侧的侧板上，而中央处则凸伸一垂直杆轴，供所属的连杆(26)其中的一端枢接，而该ㄩ形关节轭(251)的底面凸设一凸轴(253)，并枢接在所属的该组滑动座(24)的枢接槽(243)内；及

所说的万向节轭机构(27)，由一ㄇ形关节轭(271)、一十字形枢轴(272)、一颈环座(274)及一锁合盖板(275)相互组合构成，该十字形枢轴(272)的左右两侧形成水平杆轴，枢接在该ㄇ形关节轭(271)两侧的侧板上，而其前后两侧分别形成垂直杆轴，供上述两根连杆(26)各以其中的一端分别枢接在该前后侧的垂直杆轴上；该ㄇ形关节轭(271)的顶面凸伸一凸轴(273)，并与该颈环座(274)构成枢接，而该锁合盖板(275)的底面固定在该颈环座(274)的座面上，该锁合盖板(275)的顶面则锁合固定在前述承载平台(60)上。

4、如权利要求3所述的六轴平移式动态模拟装置(10)，其中，该组滑动座(24)的结构，由至少一滑动板块(244)、及一颈环座(246)构成，该滑动板块(244)的底面锁定在该直线移动导引机构(21)的导轨座(212)上，其侧面开设有两个通孔(241，242)，利用一个通孔(241)形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔(242)形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过，而该颈环座(246)锁定在该滑动板块(244)的顶面上，而所属的传动关节轭机构(25)的ㄩ形关节轭(251)的凸轴(253)则枢接在该颈环座(246)的中空圆槽内。

5、如权利要求4所述的六轴平移式动态模拟装置(10)，其中，所说的滑动板块(244)的顶面锁定一锁合板，而所说的颈环座(246)的底面则锁定在该锁合板的顶面上。

6、一种六轴平移式动态模拟装置(10)，由三座结构相同的移动量控制机组(20)，位于相当于正三角形的三边上，利用各自所属的万向节轭机构(27)与一承载平台(60)枢接而构成，而每座移动量控制机组(20)至少包括一机台(41)、一组万向节轭机构(27)、两根固定长度的连杆(26)、两组传动关节轭机构(25)、两组滑动座(24)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)；其中，

所说的机台(41)为断面呈ㄇ形的长板体，左右两侧的端面，各锁定一盖板(411)；

所说的直线移动导引机构(21)，具有两条平行的线性滑轨(211)和两个导轨座(212)，该两条线性滑轨(211)平行地安装在该机台(41)上，每个导轨座(212)的底面开设有两个平行导槽，套合在该两条线性滑轨(211)上，使其能沿着导引方向自由滑动；

每组伺服传动机构(22)，各以一片支架板(225，227)分别安装在靠近该机台(41)的两侧处，构成枢接该两根导螺杆(23)的支架，而且包括一台伺服马达(221)，设置在机台(41)的ㄇ形断面内部，与所属的导螺杆(23)构成连动机构，使其能控制所属的该导螺杆(23)的转动角度及转动速度；

每组滑动座(24)，由至少一滑动板块(244)、及一颈环座(246)构成，该滑动板块(244)的底面锁定在该直线移动导引机构(21)的导轨座(212)上，其侧面开设有两个通孔(241，242)，利用一个通孔(241)形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔(242)形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过，而该颈环座(246)锁定在该滑动板块(244)的顶面上，并形成中空圆槽，使其能供所属的传动关节轭机构(25)的ㄩ形关节轭(251)的凸轴(253)枢接其内；

每组传动关节轭机构(25)，由一ㄩ形关节轭(251)及一T形枢轴(252)相互枢接构成，该T形枢轴(252)两侧形成水平杆轴，枢接在该ㄩ形关节轭(251)两侧的侧板上，而中央处则凸伸一垂直杆轴，提供所属的连杆(26)其中一端枢接，而该ㄩ形关节轭(251)的底面凸设一凸轴(253)，并枢接在所属的该组滑动座(24)的枢接槽(243)内；及

所说的万向节轭机构(27)，由一ㄇ形关节轭(271)、一十字形枢轴(272)、一颈环座(274)及一锁合盖板(275)相互组合构成，该十字形枢轴(272)的左右两侧形成水平杆轴，枢接在该ㄇ形关节轭(271)两侧的侧板上，而其前后两侧分别形成垂直杆轴，供前述两根连杆(26)各以其一端分别枢接在该前后侧的垂直杆轴上；该ㄇ形关节轭(271)的顶面凸伸一凸轴(273)，并与该颈环座(274)构成枢接，而该锁合盖板(275)的底面固定在该颈环座(274)的座面上，该锁合盖板(275)的顶面则锁合固定在前述承载平台(60)上。

7、如权利要求6所述的六轴平移式动态模拟装置(10)，其中，每组滑动座(24)的滑动板块(244)的顶面，锁定一锁合板，而该颈环座(246)的底面则锁定在该锁合板的顶面上。

8、如权利要求6所述的六轴平移式动态模拟装置(10)，其中，每组滑动座(24)的结构，呈矩形板块，其顶面开设一枢接槽(243)，用以枢接所属的传动关节轭机构(25)，其底面则锁定在该直线移动导引机构(21)的其中一个导轨座(212)上，而其侧面开设有两个通孔(241，242)，其中一个通孔(241)形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔(242)形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过。

9、一种六轴平移式动态模拟装置(10)，由三座结构相同的移动量控制机组(20)，位于相当于正三角形的三边上，利用各自所属的万向节轭机构(29)与一承载平台(60)枢接而构成，每座移动量控制机组(20)至少包括一组万向节轭机构(29)、两根固定长度的连杆(26)、两组滑动轭机构(28)、两根导螺杆(23)、两组伺服传动机构(22)及一组直线移动导引机构(21)；其中，

该直线移动导引机构(21)，具有两条平行安装的线性滑轨(211)和两个导轨座(212)，每个导轨座(212)的底面开设有两个平行导槽，套合在该两条线性滑轨(211)上，使其能沿着导引方向自由滑动；

每组伺服传动机构(22)，至少包括一台伺服马达(221)，与所属的导螺杆(23)构成连动机构，使其能控制所属的导螺杆(23)的转动角度及转动速度；

每组滑动轭机构(28)，由一ㄇ形关节轭(281)、一枢接板体(283)、一枢轴(285)、两固定块(286)、一L形滑动轭板(287)、一滑动锁合轭板及两盖板(289)相互组合构成；该L形滑动轭板(287)具有一水平侧板及一直立侧板，该直立侧板的板面上，开设有枢轴孔，而其水平侧板的底面锁定在该直线移动导引机构(21)的导轨座(212)上，而且该L形滑动轭板(287)开设两个通孔(241，242)，其中一通孔(241)形成螺纹孔，齿合在所属的导螺杆(23)上，另一通孔(242)形成通道，供另一根导螺杆(23)穿过；该滑动锁合轭板(288)与该L形滑动轭板(287)锁合成一体时，使其能构成一组ㄇ形关节轭，其板面上对应该L形滑动轭板(287)所开设的通孔与枢轴孔的位置，开设有两个通孔(241，242)和一个枢轴孔，而且该通孔(241，242)形成通道，供该两根导螺杆(23)穿过；该枢接板体(283)为矩形状的板体，中央处开设有枢槽，两侧面各凸伸出一水平杆轴(284)，分别枢接在该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)的枢轴孔内，再以两盖板(289)分别锁合在该L形滑动轭板(287)与该滑动锁合轭板(288)的板面而固定；该ㄇ形关节轭(281)的顶面凸伸出一凸轴(282)，枢接在该枢接板体(283)中央的枢槽内，其两侧台面上，开设有半圆轴孔，利用两个设有半圆轴孔的固定块(286)，分别锁合在该ㄇ形关节轭(281)的两侧台面上，并枢接一根枢轴(285)，使得所属的连杆(26)的一端枢接在该枢轴(285)上；及

该万向节轭机构(29)，由一ㄇ形关节轭(291)、一枢接板体(293)、一枢轴(295)、两固定块(296)、一L形轭板(297)、一锁合轭板(298)及两盖板(299)相互组合构成；该L形轭板(297)具有一水平侧板及一直立侧板，该水平侧板用来与承载平台(60)锁合固定，而该直立侧板的板面上开设有枢轴孔；该锁合轭板(298)与该L形轭板(297)锁合成一体时，使其能构成一组ㄇ形关节轭，其板面上对应该L形轭板(297)所开设的枢轴孔位置亦开设有枢轴孔；该枢接板体(293)为矩形状的板体，中央处开设有枢槽，两侧面各凸伸出一水平杆轴(294)，分别枢接在该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)的枢轴孔内，以两盖板(299)分别锁合在该L形轭板(297)与该锁合轭板(298)的板面而固定；而该ㄇ形关节轭(291)的顶面凸伸一凸轴(292)，并枢接在该枢接板体(293)中央的枢槽内，其两侧台面上，开设有半圆轴孔，利用两个设有半圆轴孔的固定块(296)，分别锁合在该ㄇ形关节轭(291)的两侧台面上，并枢接一根枢轴(295)，使得前述两根连杆(26)各以其中的一端分别枢接在该枢轴(295)的前后两侧上。

Images