CN207115797U - 模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台 - Google Patents

Abstract

模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台属于多自由度模拟驾驶系统领域，其为了解决现有的运动模拟座椅平台，其倾斜姿态模拟调整平台无法带动驾驶基座进行轴向旋转，因此无法模拟漂移甩尾转弯的动作，以及基于活塞气缸或直线电机的倾斜姿态模拟调整平台成本较高的技术问题。该调整平台包括地面基座、倾角姿态模拟机构和回转姿态模拟机构，所述回转姿态模拟机构包括驱动杆连接座板、转盘、回转电机、回转电机吊座和三个球铰。本实用新型的三个垂向驱动机构可以驱动回转姿态模拟机构做出不同姿态的倾斜运动，配合回转电机同步模拟出模拟漂移甩尾转弯的驾驶动作效果，使驾驶系统的模拟效果更加逼真，从而大幅提高和强化模拟驾驶的体验效果。

Description

模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台

技术领域

本实用新型属于多自由度模拟驾驶系统领域，具体涉及一种模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台。

背景技术

具有颠簸倾斜等运动功能的多自由度模拟驾驶系统可以配合三维成像设备共同模拟真实的运动仿真环境，增强驾驶操作者的感官真实性，从而营造更逼真的驾驶体验效果。如图1和图2所示，现有的多自由度模拟驾驶系统通常包括模拟驾驶座椅系统1和多自由度姿态调整平台，模拟驾驶座椅系统1包括驾驶基座1-1、座椅1-2和操控机构1-3，多自由度姿态调整平台包括地面基座2和倾斜姿态模拟调整平台3，倾斜姿态模拟调整平台3通常包括多组带有活塞杆的活塞气缸或直线电机，倾斜姿态模拟调整平台3的下端均固连在地面基座2上，倾斜姿态模拟调整平台3的上端则按照正多边形的布局方式分别固连在驾驶基座1-1下端面的对应轴座上。

操控机构1-3通过控制器与倾斜姿态模拟调整平台3电气连接，并将操作信号转换为活塞杆的直线往复运动信号，进而同步控制倾斜姿态模拟调整平台3中的多个活塞杆协调运动，使得现有的多自由度模拟驾驶系统可以较好地模拟前倾、后仰、侧倾等组合动作，配合三维影像播放屏幕或眼镜，即可完成常规的飞行或驾驶模拟。

然而，现有的多自由度模拟驾驶系统，其倾斜姿态模拟调整平台3无法带动驾驶基座1-1进行轴向旋转，因此无法模拟漂移甩尾转弯的动作；此外，基于活塞气缸或直线电机的倾斜姿态模拟调整平台3，其活塞气缸或直线电机造价昂贵、维修成本较高。为此，有必要新研发一种模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台，以便更好地实现模拟驾驶系统的漂移甩尾转弯动作，并降低其制造和检修成本。

实用新型内容

为了解决现有的运动模拟座椅平台，其倾斜姿态模拟调整平台无法带动驾驶基座进行轴向旋转，因此无法模拟漂移甩尾转弯的动作，以及基于活塞气缸或直线电机的倾斜姿态模拟调整平台成本较高的技术问题，本实用新型提供一种模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下：

模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台，其包括地面基座、倾角姿态模拟机构和回转姿态模拟机构，所述回转姿态模拟机构包括驱动杆连接座板、转盘、回转电机、回转电机吊座和三个球铰；三个球铰按等边三角形布置于驱动杆连接座板的下端面，驱动杆连接座板的中心设有回转电机轴孔，回转电机通过回转电机吊座固连于驱动杆连接座板下端面的中心，回转电机的电机轴穿过回转电机轴孔并与转盘的底面同轴固连；所述倾角姿态模拟机构的下端固定在地面基座上，倾角姿态模拟机构的上端通过三个球铰与驱动杆连接座板活动连接。

所述倾角姿态模拟机构包括三个垂向驱动机构，每一个垂向驱动机构均包括铰轴座、两个偏心曲柄、驱动连杆、倾角姿态控制电机和销轴，驱动连杆的下端通过光孔同轴套在销轴的中段，销轴的两端分别与一个偏心曲柄的内侧壁固连，每一个偏心曲柄的外侧壁均通过一个对应的曲柄转轴与铰轴座转动连接；所述倾角姿态控制电机的转轴与曲柄转轴同轴固连，倾角姿态控制电机的转轴与销轴平行；所述三个铰轴座呈等边三角形布置并均固连于地面基座的上端面，每一个驱动连杆的上端均通过一个对应的球铰固连于驱动杆连接座板的下端面；所述三个球铰按等边三角形布置于每一个对应铰轴座的正上方。

本实用新型的有益效果是：该模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台的每一个垂向驱动机构均包括一组由偏心曲柄、和驱动连杆所共同构成的曲柄连杆机构，每个倾角姿态控制电机的转动动作幅度均不超过竖直的半个圆周，但各个倾角姿态控制电机的回转角度并不同步。通过三个倾角姿态控制电机分别驱动的对应三个驱动连杆彼此按给定的规律做上、下往复运动，从而使三个垂向驱动机构可以驱动回转姿态模拟机构做出不同姿态的倾斜运动。回转电机控制器的预设程序控制之下按照给定的速度和角度转动，从而能够配合倾角姿态模拟机构的倾斜角度，并同步模拟出模拟漂移甩尾转弯的驾驶动作效果，使驾驶系统的模拟效果更加逼真，从而大幅提高和强化模拟驾驶的体验效果。

此外该多自由度模拟驾驶平台的垂向驱动机构还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于维修养护等优点。

附图说明

图1是旧有多自由度模拟驾驶系统的立体图；

图2是图1的爆炸装配示意图；

图3是本实用新型模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台的立体图；

图4是图3的爆炸装配示意图；

图5是本实用新型回转姿态模拟机构的爆炸装配示意图；

图6是本实用新型垂向驱动机构的立体图；

图7是本实用新型垂向驱动机构与地面基座的装配位置示意图；

图8是本实用新型模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图3至图6所示，本实用新型的模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台包括地面基座2、倾角姿态模拟机构和回转姿态模拟机构4，回转姿态模拟机构4包括驱动杆连接座板4-1、转盘4-2、回转电机4-3、回转电机吊座4-4和三个球铰。三个球铰按等边三角形布置于驱动杆连接座板4-1的下端面，驱动杆连接座板4-1的中心设有回转电机轴孔4-1-1，回转电机4-3通过回转电机吊座4-4固连于驱动杆连接座板4-1下端面的中心，回转电机4-3的电机轴穿过回转电机轴孔4-1-1并与转盘4-2的底面同轴固连。倾角姿态模拟机构的下端固定在地面基座2上，倾角姿态模拟机构的上端通过三个球铰与驱动杆连接座板4-1活动连接。

倾角姿态模拟机构包括三个垂向驱动机构5，每一个垂向驱动机构5均包括铰轴座5-1、两个偏心曲柄5-2、驱动连杆5-3、倾角姿态控制电机5-4和销轴5-5，驱动连杆5-3的下端通过光孔同轴套在销轴5-5的中段，销轴5-5的两端分别与一个偏心曲柄5-2的内侧壁固连，每一个偏心曲柄5-2的外侧壁均通过一个对应的曲柄转轴与铰轴座5-1转动连接。倾角姿态控制电机5-4的转轴与曲柄转轴同轴固连，倾角姿态控制电机5-4的转轴与销轴5-5平行。如图7所示，三个铰轴座5-1呈等边三角形布置并均固连于地面基座2的上端面，每一个驱动连杆5-3的上端均通过一个对应的球铰固连于驱动杆连接座板4-1的下端面，球铰选用沈阳中之杰流体控制系统有限公司生产的007型球铰，三个球铰按等边三角形布置于每一个对应铰轴座5-1的正上方。

具体应用本实用新型模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台时，参照如图8所示的方式，将驾驶基座1-1的下端与转盘4-2固连，并将回转电机4-3通过控制器与操控机构1-3电气连接，再使倾角姿态控制电机5-4通过控制器与操控机构1-3电气连接。

在控制器的预设程序控制之下，三个倾角姿态控制电机5-4可以按照控制器控制信号彼此配合地协同动作，每个倾角姿态控制电机5-4的转动动作幅度均不超过竖直的半个圆周，但各个倾角姿态控制电机5-4的回转角度并不同步，因此可以使得受其驱动的对应驱动连杆5-3彼此按给定的规律做上、下往复运动。由此，倾角姿态模拟机构即可以通过其三个垂向驱动机构5驱动回转姿态模拟机构4做出不同姿态的倾斜运动或抖动动作。另一方面，回转电机4-3控制器的预设程序控制之下按照给定的速度和角度转动，从而能够配合倾角姿态模拟机构的倾斜角度，并同步模拟出模拟漂移甩尾转弯的驾驶动作效果，使驾驶系统的模拟效果更加逼真，犹如身临其境，强化了模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台的驾驶体验，对驾驶技术的训练提高也能起到更加积极的效果。

Claims (2)

1.模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台，其包括地面基座(2)，其特征在于：该平台还包括倾角姿态模拟机构和回转姿态模拟机构(4)，所述回转姿态模拟机构(4)包括驱动杆连接座板(4-1)、转盘(4-2)、回转电机(4-3)、回转电机吊座(4-4)和三个球铰；三个球铰按等边三角形布置于驱动杆连接座板(4-1)的下端面，驱动杆连接座板(4-1)的中心设有回转电机轴孔(4-1-1)，回转电机(4-3)通过回转电机吊座(4-4)固连于驱动杆连接座板(4-1)下端面的中心，回转电机(4-3)的电机轴穿过回转电机轴孔(4-1-1)并与转盘(4-2)的底面同轴固连；所述倾角姿态模拟机构的下端固定在地面基座(2)上，倾角姿态模拟机构的上端通过三个球铰与驱动杆连接座板(4-1)活动连接。

2.如权利要求1所述的模拟驾驶系统的多自由度姿态调整平台，其特征在于：所述倾角姿态模拟机构包括三个垂向驱动机构(5)，每一个垂向驱动机构(5)均包括铰轴座(5-1)、两个偏心曲柄(5-2)、驱动连杆(5-3)、倾角姿态控制电机(5-4)和销轴(5-5)，驱动连杆(5-3)的下端通过光孔同轴套在销轴(5-5)的中段，销轴(5-5)的两端分别与一个偏心曲柄(5-2)的内侧壁固连，每一个偏心曲柄(5-2)的外侧壁均通过一个对应的曲柄转轴与铰轴座(5-1)转动连接；所述倾角姿态控制电机(5-4)的转轴与曲柄转轴同轴固连，倾角姿态控制电机(5-4)的转轴与销轴(5-5)平行；所述三个铰轴座(5-1)呈等边三角形布置并均固连于地面基座(2)的上端面，每一个驱动连杆(5-3)的上端均通过一个对应的球铰固连于驱动杆连接座板(4-1)的下端面；所述三个球铰按等边三角形布置于每一个对应铰轴座(5-1)的正上方。