CN202816251U - 设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，包括模拟操作系统和安装于模拟操作系统下方的三自由度平台。本实用新型结构紧凑，安装上相应的程序软件后，利用操作手柄或按钮将模拟信号传递给计算机，计算机将处理后的信号输入到显示器，使用者操作与显示器显示的图像同步，使用者通过操作手柄进行提升机的各种课题训练，可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种重型机械模拟操作系统，具体涉及一种设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统。
背景技术
提升机(well elevating conveyor/Elevator)，是通过改变势能进行运输的大型机械设备，如矿井提升机、过坝提升机等。提升机功率较大、提升能力较强，所以在建筑领域和煤矿采集领域得到广泛应用。相应的，对提升机操作培训的要求也越来越高。
目前，最常见的培训方式是在使用者前期提升机理论课结束后，就进行提升机实际上机操作训练，学习各种提升机的操作技能、技巧。但提升机的各种操作技能、技巧是通过长时间上机训练才可以熟练掌握的。这种训练方式存在很多问题，例如成本大、耗材高等缺点。使用者在训练过程中也受到时间、经济条件等限制，造成使用者无法熟练掌握提升机的操作技能、技巧，为以后的实际工作带来安全隐患。虽然现在的市场上出现了一些模拟提升机工作的模拟机，但是结构复杂，成本较高，难于普及使用。所以，亟需开发一种结构简单、成本低廉的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统。
此外，现有的模拟操作系统，尤其是工程机械模拟操作系统中，使用者坐在座椅上通过模拟操作系统上的操作杆、踏板、操作按钮等进行模拟操作；而模拟操作系统上设置的显示器显示模拟的画面对使用者的操作进行反馈，但是该种反馈仅仅对使用者形成视觉上的反馈，而无法模拟出在具体的操作环境下驾驶座椅的颠簸或者倾斜的反馈，对模拟出的情景受到了限制。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
实用新型内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种能够帮助使用者掌握和熟练提升机操作技巧，并且能够模拟驾驶座椅倾斜或颠簸的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统。
技术方案：为了实现上述目的，本实用新型的一种设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，包括模拟操作系统和安装于模拟操作系统下方的三自由度平台，所述模拟操作系统包括底座、位于底座前方的前立板和位于底座后部的座椅，所述前立板上方安装有显示器，前立板内部空腔放置有计算机主机，所述显示器与计算机主机连接；所述座椅两侧设有操控柜，操控柜上设置有按钮、状态指示器和操作手柄，所述操作手柄包括刹车手柄和调速手柄，所述按钮和操作手柄分别连接有开关控制元件，所述开关控制元件均通过模数转换板与计算机主机连接；所述底座为长方形框架结构，长方形框架结构内部连接有若干条横杆，在长方形框架结构上方铺设有橡胶垫，底座设计为框架与橡胶垫结合的结构，有利于减轻整机的重量，便于搬运。所述三自由度平台包括静平台、用以支撑模拟操作系统用的动平台、固定于静平台上的三个步进电机、分别与步进电机连接的三个减速器、连接每个减速器以及动平台的三个连杆机构；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于动平台上，所述连杆机构是倾斜的连接于减速器及动平台之间。
所述座椅包括靠背和座垫，所述靠背与座垫通过转轴活动连接，靠背相对于座垫倾斜的角度为95°～120°。所述显示器为单屏显示器或三屏显示器或环形屏幕显示器。所述三个连杆机构呈三角排布；所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。
本实用新型在使用时，安装上相应的程序软件后，利用操作手柄或按钮将模拟信号传递给计算机主机，计算机主机将处理后的信号输入到显示器，使用者操作与显示器显示的图像同步，使用者通过操作手柄进行提升机的各种课题训练，从而掌握各种操作技能和技巧。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型结构紧凑，轻巧方便，操作简单，使用者可以通过操作手柄和按钮模拟系统进行操作，模拟提升机的各种作业课题、实际工作中的环境以及任务，用电量低，不产生噪声，在低成本的前提下增加使用者的训练时间，培训效果好。三自由度平台中采用三个连杆机构，并通过步进电机及减速器操作第一连杆并带动第二连杆的升降来实现动平台左右运动、前后运动、左右的倾斜摇摆以及前后的倾斜摇摆，以实现模拟驾驶座椅的倾斜或颠簸，使动平台的运动有了更大的自由度，提高了场景模拟的真实性。以一定角度倾斜的连接于减速器及动平台之间，这样才能够保证该三个连杆机构对动平台的支撑稳定。本实用新型可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试中。
附图说明
图1为本实用新型中的模拟操作系统的结构示意图；
图2为本实用新型中的三自由度平台的侧视结构示意图；
图3为本实用新型中的三自由度平台的主视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1至图3所示，本实用新型的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，包括模拟操作系统和安装于模拟操作系统下方的三自由度平台100，模拟操作系统包括底座1、位于底座1前方的前立板2和位于底座1后部的座椅3，前立板2上方安装有显示器6，前立板2内部空腔放置有计算机主机，显示器6与计算机主机连接；座椅3两侧设有操控柜5，操控柜5上设置有按钮7、状态指示器8和操作手柄4，操作手柄4包括刹车手柄和调速手柄，按钮7和操作手柄4分别连接有开关控制元件，开关控制元件均通过模数转换板与计算机主机连接；底座1为长方形框架结构，长方形框架结构内部连接有若干条横杆，在该框架结构上方铺设有橡胶垫。底座1设计为框架与橡胶垫结合的结构，有利于减轻整机的重量，便于搬运。三自由度平台100包括静平台20、用以支撑模拟操作系统用的动平台30、固定于静平台20上的三个步进电机41、分别与步进电机41连接的三个减速器42、连接每个减速器42以及动平台30的三个连杆机构。所述连杆机构包括第一连杆43及第二连杆44，所述第一连杆43的一端刚接于减速器42上，第二连杆44的一端与第一连杆43铰接而另一端通过连接头45连接于动平台30上。所述连接头45为球铰、或关节轴承、或万向节。所述三个连杆机构呈三角排布，且连杆机构是以一定角度倾斜的连接于减速器42及动平台30之间，这样，相邻的两个连杆机构呈“八”字形或者倒“八”字形，这种设置方式能够使该三个连杆机构对动平台30的支撑更加稳固。当在某些模拟场景中需要模拟驾驶座的倾斜或颠簸时，控制三个步进电机41使第一连杆43转动并带动第二连杆44升降，并通过控制三个第二连杆44的升降高度或/和速度的不同而改变动平台30倾斜的角度或者倾斜角度变换的速度，从而能够使驾驶座模拟出特定环境下的倾斜或者颠簸，提高了场景模拟的真实度。而三个三角排列的连杆机构可以模拟出更多的场景，如驾驶座的前后方向的运动或摆动，以及左右方向的运动或摆动。
本实施例中，座椅3包括靠背和座垫，靠背与座垫通过转轴活动连接，靠背与座垫之间的角度可以根据需求自由调整，靠背相对于座垫倾斜的角度为95°～120°，符合人工学设计，长时间使用不容易产生疲劳。显示器6为单屏显示器或三屏显示器或环形屏幕显示器，该整个设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统可位于集装箱(未图示)中，以便于运输。
本实用新型在使用时，安装上相应的程序软件后，利用操作手柄4或按钮7将模拟信号传递给计算机主机，计算机主机将处理后的信号输入到显示器6，使用者操作与显示器6显示的图像同步，使用者通过操作手柄4进行提升机的各种课题训练，从而掌握各种操作技能和技巧。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，其特征在于：包括模拟操作系统和安装于模拟操作系统下方的三自由度平台，所述模拟操作系统包括底座、位于底座前方的前立板和位于底座后部的座椅，所述前立板上方安装有显示器，前立板内部空腔放置有计算机主机，所述显示器与计算机主机连接；所述座椅两侧设有操控柜，操控柜上设置有按钮、状态指示器和操作手柄，所述操作手柄包括刹车手柄和调速手柄，所述按钮和操作手柄分别连接有开关控制元件，所述开关控制元件均通过模数转换板与计算机主机连接；所述底座为长方形框架结构，长方形框架结构内部连接有若干条横杆，在框架结构上方铺设有橡胶垫；所述三自由度平台包括静平台、用以支撑模拟操作系统用的动平台、固定于静平台上的三个步进电机、分别与步进电机连接的三个减速器、连接每个减速器以及动平台的三个连杆机构；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于动平台上，所述连杆机构是倾斜的连接于减速器及动平台之间。
2.根据权利要求1所述的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，其特征在于：所述座椅包括靠背和座垫，所述靠背与座垫通过转轴活动连接，靠背相对于座垫倾斜的角度为95°~120°。
3.根据权利要求1所述的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，其特征在于：所述显示器为单屏显示器或三屏显示器或环形屏幕显示器。
4.根据权利要求1所述的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，其特征在于：所述三个连杆机构呈三角排布。
5.根据权利要求1至4任一项所述的设有连杆机构实现的三自由度平台的提升机模拟操作系统，其特征在于：所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。
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| CN105225571A (zh) * | 2014-06-09 | 2016-01-06 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种用于模拟训练器的三自由度运动平台 |
| CN108198482A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-06-22 | 南京科技职业学院 | 一种三自由度平台 |
| CN114289128A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-08 | 徐州智奇机械科技有限公司 | 一种热膨胀冷却裂变型矿山机械破碎装置 |
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