CN208953966U - 一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种运动平台，特别涉及一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，解决了现有运动平台运动精度低、耐用性差及成本高的问题。该平台的特殊在于：推力万向关节轴承座圈与承重平台固连，运动中轴固定在其轴圈内，与运动中轴下端固连的第一连接板上沿运动中轴外侧周向均布有导向通孔；第二牵引组件滑轨固设在第一牵引组件滑块上，与减速机本体固连的第三滑台固设在第二牵引组件滑块上，减速机输出轴与两牵引组件的丝杠空间垂直；减速机输入、输出轴分别连旋转电机和主动链轮，从动链轮通过轴承安在第三滑台上；十字万向轴两端分别与从动链轮上表面以及上表面垂直固设光轴的第二连接板下表面固连；光轴与导向通孔间隙配合。

Description

一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台

技术领域

本实用新型涉及一种运动平台，特别涉及一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台。

背景技术

运动平台是一种可以模拟载人设备运动状态的装置，例如模拟汽车、船、飞行器等。现有运动平台的传动技术大多是利用直线电机的组合机构，通过一个电机控制一个维度的伸缩运动，进而形成运动平台的多自由度运动，其利用的是传动结构本身的力量，来承受平台上的重量，托起平台进行运动。

公开号为“CN 106774447 A”，公布日为“2017.05.31”，实用新型名称为“基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台”的中国专利申请，公开了一种通过采用单点承重(即运动平台上所有物体的重量，全部由一处结构来负重，并将重力分担给其他结构)和杠杆牵引式传动，由此实现各个方向摆动及旋转功能的运动平台，通过该专利申请中所述技术方案实现了减小电机负重，从而降低电机功率，使设备小型化，最终降低了材料、制造、运输等各方面成本。

但是，该平台传动机构运动不够精确、使用寿命较短、成本较高，仍然不能满足用户对运动模拟设备运动精度更高、耐用性更好以及成本更低的要求。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，以解决现有运动平台运动精度较低、耐用性较差以及成本较高的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，包括支撑单元和牵引单元，其特殊之处在于：

支撑单元包括承重平台、承重支架、推力万向关节轴承、运动中轴以及第一连接板；

承重平台通过承重支架设置在承重基础上；承重平台上设置有与其台面垂直的第一通孔，推力万向关节轴承安装在所述第一通孔中，推力万向关节轴承包括轴圈和座圈，座圈的轴线与所述第一通孔同轴，且座圈与承重平台固连，运动中轴固定在轴圈内且向上伸出，运动中轴的下端与第一连接板固连；

牵引单元包括第一牵引组件、第二牵引组件、旋转组件、十字万向轴、第二连接板以及至少两根光轴；

第一牵引组件为电动丝杠滑轨，其滑轨固定设置在承重基础上；

第二牵引组件为电动丝杠滑轨，其滑轨固定设置在第一牵引组件中的滑块上，第二牵引组件中滑轨所在的平面与第一牵引组件中滑轨所在的平面平行，第二牵引组件中丝杠的轴线与第一牵引组件中丝杠的轴线为异面直线；

旋转组件包括第三滑台、旋转电机、减速机、主动链轮、从动链轮、链条以及轴承；第三滑台固定设置在第二牵引组件的滑块上，减速机的本体与第三滑台固连，且减速机输出轴的轴线与第一牵引组件中丝杠的轴线以及第二牵引组件中丝杠的轴线均空间垂直；减速机的输入轴与旋转电机的输出轴连接，主动链轮与减速机的输出轴同轴连接，从动链轮的转轴通过轴承安装在第三滑台上，从动链轮与主动链轮之间通过链条链传动连接；

十字万向轴一端与从动链轮的上表面固连，另一端与第二连接板下表面固连；

在第一连接板上沿运动中轴的外侧周向均布有数量等于光轴数量的导向通孔，且导向通孔的轴线均与运动中轴的轴线平行；所述光轴垂直固定设置在第二连接板的上表面，每个光轴分别对应地插入一个所述导向通孔中，光轴与导向通孔间均为间隙配合。

进一步地，为了既能实现运动模拟的功能，又使第二牵引组件中滑块的行程不至于过长，第二牵引组件中丝杠的轴线与第一牵引组件中丝杠的轴线的夹角大于等于60°小于等于90°。这样，也可以使运动平台的体积缩小。

进一步地，为了在实现运动模拟的同时，增强体验的舒适感，所述减速机的减速比为10至200。

进一步地，所述从动链轮与主动链轮之间通过链条链传动连接的传动比为2至10。这样，可以增强体验的舒适感。

进一步地，为了方便对电机的控制，所述第一牵引组件中的电机、第二牵引组件中的电机以及旋转电机为伺服电机、无刷电机或者步进电机。

进一步地，所述运动中轴上端设置有用于连接座椅的锥台结构、尖锥结构、外六方结构、内六方结构、D口结构、四方口结构、三角结构、五边形结构、内花键结构、外花键结构、内平键结构、外平键结构或圆柱结构。这样，方便与座椅连接。

进一步地，所述运动中轴最上端直接固连座椅。

进一步地，所述支撑单元还包括法兰平台；

所述法兰平台垂直固连在运动中轴的最上端。这样，一方面可方便座椅的连接，另一方面也可以形成一个新的承载平台。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其通过支撑单元承受平台上所有物体的重量，而牵引单元仅实现平台的运动，不承受重量，因而可以降低实现平台运动的第一牵引组件中电机、第二牵引组件中电机以及旋转电机的所需功率，使设备小型化，最终降低材料、制造、运输等各方面成本；同时，本实用新型中的旋转运动是依次通过旋转电机、减速器、链传动、十字万向轴以及光轴与导向通孔的配合，最终带动运动中轴运动；由于其结构中采用的是链传动，运动更加精确、可靠；并且用十字万向轴以及光轴与导向通孔的配合代替原有的万向伸缩联轴器，这样，不仅能使运动平台的成本降低很多，而且在成本相当的前提下，比万向伸缩联轴器的耐用性提高了很多，使用寿命更长；因而，本实用新型解决了现有运动平台运动精度较低、耐用性较差以及成本较高的技术问题。

(2)本实用新型优选地第二牵引组件中丝杠的轴线与第一牵引组件中丝杠的轴线的夹角大于等于60°小于等于90°，这样，实现模拟运动时，第二牵引组件中滑块的行程不至于过长，可使运动平台的体积缩小很多。

(3)本实用新型优选地第一牵引组件中的电机、第二牵引组件中的电机以及旋转电机为伺服电机、无刷电机或者步进电机，这样控制非常方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例的三维结构示意图。

图中各标号的说明如下：

1-支撑单元，11-承重平台，12-承重支架，13-推力万向关节轴承，131-轴圈，132-座圈，14-运动中轴，15-第一连接板，16-法兰平台，2-牵引单元，21-第一牵引组件，22-第二牵引组件，23-旋转组件，231-第三滑台，232-旋转电机，233-减速机，234-主动链轮，235-从动链轮，236-链条，24-十字万向轴，25-第二连接板，26-光轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1，本实用新型一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，包括支撑单元1和牵引单元2。

支撑单元1包括承重平台11、承重支架12、推力万向关节轴承13、运动中轴14以及第一连接板15；承重平台11通过承重支架12设置在承重基础上；承重平台11上设置有与其台面垂直的第一通孔，推力万向关节轴承13安装在第一通孔中，推力万向关节轴承13包括轴圈131和座圈132，座圈132的轴线与上述第一通孔同轴，且座圈132与承重平台11固连，运动中轴14固定在轴圈131内且向上伸出，运动中轴14的下端与第一连接板15固连。

牵引单元2包括第一牵引组件21、第二牵引组件22、旋转组件23、十字万向轴24、第二连接板25以及至少两根光轴26；在本实施例中，光轴26的数量为三根。

第一牵引组件21为电动丝杠滑轨，其滑轨固定设置在承重基础上；第二牵引组件22为电动丝杠滑轨，其滑轨固定设置在第一牵引组件21中的滑块上，第二牵引组件22中滑轨所在的平面与第一牵引组件21中滑轨所在的平面平行，第二牵引组件22中丝杠的轴线与第一牵引组件21中丝杠的轴线为异面直线；优选地，第二牵引组件22中丝杠的轴线与第一牵引组件21中丝杠的轴线的夹角大于等于60°小于等于90°，在本实施例中，具体设置为90°。

旋转组件23包括第三滑台231、旋转电机232、减速机233、主动链轮234、从动链轮235、链条236以及轴承；第三滑台231固定设置在第二牵引组件22的滑块上，减速机233的本体与第三滑台231固连，且减速机233输出轴的轴线与第一牵引组件21中丝杠的轴线以及第二牵引组件22中丝杠的轴线均空间垂直；减速机233的输入轴与旋转电机232的输出轴连接，主动链轮234与减速机233的输出轴同轴连接，从动链轮235的转轴通过轴承安装在第三滑台231上，从动链轮235与主动链轮234之间通过链条236链传动连接。上述减速机233的减速比优选地为10至200，从动链轮235与主动链轮234之间通过链条236链传动连接的传动比优选地为2至10；在本实施例中，减速机233的减速比为50，从动链轮235与主动链轮234之间通过链条236链传动连接的传动比3。

上述第一牵引组件21中的电机、第二牵引组件22中的电机以及旋转电机232优选地为伺服电机、无刷电机或者步进电机；在本实施例中，其均为伺服电机。

十字万向轴24一端与从动链轮235的上表面固连，另一端与第二连接板25下表面固连；在第一连接板15上沿运动中轴14的外侧周向均布有数量等于光轴26数量的导向通孔，且导向通孔的轴线均与运动中轴14的轴线平行，在本实施例中，导向通孔的数量为三个；上述光轴26垂直固定设置在第二连接板25的上表面，每个光轴26分别对应地插入一个导向通孔中，光轴26与导向通孔间均为间隙配合。

为了方便安装座椅，优选地运动中轴的上端为锥台结构、尖锥结构、外六方结构、内六方结构、D口结构、四方口结构、三角结构、五边形结构、内花键结构、外花键结构、内平键结构、外平键结构或圆柱结构，其具体根据座椅的接口对应设置；也可以在运动中轴14的最上端通过焊接等方式直接固连座椅；在本实施例中，支撑单元1优选地还包括法兰平台16，法兰平台16垂直固连在运动中轴14的最上端；这样，一方面可通过法兰平台16连接座椅，另一方面还可以将法兰平台16作为一个新的承载平台。

本实用新型的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，可广泛应用于游戏、游乐场及机械运动控制等多种领域。

Claims (8)

1.一种基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，包括支撑单元(1)和牵引单元(2)，其特征在于：

支撑单元(1)包括承重平台(11)、承重支架(12)、推力万向关节轴承(13)、运动中轴(14)以及第一连接板(15)；

承重平台(11)通过承重支架(12)设置在承重基础上；承重平台(11)上设置有与其台面垂直的第一通孔，推力万向关节轴承(13)安装在所述第一通孔中，推力万向关节轴承(13)包括轴圈(131)和座圈(132)，座圈(132)的轴线与所述第一通孔同轴，且座圈(132)与承重平台(11)固连，运动中轴(14)固定在轴圈(131)内且向上伸出，运动中轴(14)的下端与第一连接板(15)固连；

牵引单元(2)包括第一牵引组件(21)、第二牵引组件(22)、旋转组件(23)、十字万向轴(24)、第二连接板(25)以及至少两根光轴(26)；

第一牵引组件(21)为电动丝杠滑轨，其滑轨固定设置在承重基础上；

第二牵引组件(22)为电动丝杠滑轨，其滑轨固定设置在第一牵引组件(21)中的滑块上，第二牵引组件(22)中滑轨所在的平面与第一牵引组件(21)中滑轨所在的平面平行，第二牵引组件(22)中丝杠的轴线与第一牵引组件(21)中丝杠的轴线为异面直线；

旋转组件(23)包括第三滑台(231)、旋转电机(232)、减速机(233)、主动链轮(234)、从动链轮(235)、链条(236)以及轴承；第三滑台(231)固定设置在第二牵引组件(22)的滑块上，减速机(233)的本体与第三滑台(231)固连，且减速机(233)输出轴的轴线与第一牵引组件(21)中丝杠的轴线以及第二牵引组件(22)中丝杠的轴线均空间垂直；减速机(233)的输入轴与旋转电机(232)的输出轴连接，主动链轮(234)与减速机(233)的输出轴同轴连接，从动链轮(235)的转轴通过轴承安装在第三滑台(231)上，从动链轮(235)与主动链轮(234)之间通过链条(236)链传动连接；

十字万向轴(24)一端与从动链轮(235)的上表面固连，另一端与第二连接板(25)下表面固连；

在第一连接板(15)上运动中轴(14)的外侧周向均布有数量等于光轴(26)数量的导向通孔，且导向通孔的轴线均与运动中轴(14)的轴线平行；所述光轴(26)垂直固定设置在第二连接板(25)的上表面，每个光轴(26)分别对应地插入一个所述导向通孔中，光轴(26)与导向通孔间均为间隙配合。

2.根据权利要求1所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：第二牵引组件(22)中丝杠的轴线与第一牵引组件(21)中丝杠的轴线的夹角大于等于60°小于等于90°。

3.根据权利要求2所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：所述减速机(233)的减速比为10至200。

4.根据权利要求3所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：所述从动链轮(235)与主动链轮(234)之间通过链条(236)链传动连接的传动比为2至10。

5.根据权利要求1至4任一所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：所述第一牵引组件(21)中的电机、第二牵引组件(22)中的电机以及旋转电机(232)为伺服电机、无刷电机或者步进电机。

6.根据权利要求5所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：所述运动中轴(14)上端设置有用于连接座椅的锥台结构、尖锥结构、外六方结构、内六方结构、D口结构、四方口结构、三角结构、五边形结构、内花键结构、外花键结构、内平键结构、外平键结构或圆柱结构。

7.根据权利要求5所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：所述运动中轴(14)最上端直接固连座椅。

8.根据权利要求5所述的基于支架承重的可实现自转及自由摇摆的运动平台，其特征在于：

所述支撑单元(1)还包括法兰平台(16)；

所述法兰平台(16)垂直固连在运动中轴(14)的最上端。