CN209155081U - 一种三自由度赛车运动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三自由度赛车运动平台，所述运动平台包括支架，所述支架通过至少3个曲柄摇杆结构向上连接有支撑平台；所述曲柄摇杆结构均匀分布设于支架和支撑平台间的边缘。本实用新型提供了一种优化结构的三自由度赛车运动平台，通过支架限定运动平台范围，通过支撑平台提供运动场地，在支架和支撑平台间的边缘均匀设置至少3个曲柄摇杆结构，提供运动平台的动力。本实用新型的整体高度低，运动平台整体重心低，不需要增设上下台阶，相对占地面积较小，使用者沉浸效果好，驱动成本低，便于驱动参数的调整。

Description

一种三自由度赛车运动平台

技术领域

本实用新型涉及运动检测与控制技术领域，基于虚拟现实技术的旋转行动平台的控制、检测、实现与应用领域的技术领域，特别涉及一种三自由度赛车运动平台。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真体系，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的，交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。

对于站立或移动使用的虚拟现实场景，使用传统的外设在虚拟场景中行走，会极大的破坏虚拟现实技术所营造的沉浸感，而使用双腿移动是一种人类长期进化适应的原生的运动方式，能够使用双腿代替传统的键盘和手柄来控制场景中的移动，是一种更自然的交互方式，同时扩展了虚拟现实的应用领域，带来额外的健身、训练等功能。使用双腿移动，需要克服空间和位移的矛盾，使用者在现实中小空间范围内移动，相应的移动映射到虚拟场景中无限空间移动，同时最大限度拟真让使用者感受到自己确认是在无限的空间中移动。

在三自由度的VR游戏赛车设备中，采用三个能够独立控制的机械装置支撑平台，可以实现平台在水平方向上绕两个垂直轴线旋转、和平台在垂直方向上上下移动的三个自由度运动。然而，一般的三自由度VR游戏赛车设备的运动平台，采用将直线型伺服电机布置在平台下部的设计，作为平台的支撑和动力，当将直线型伺服电机布置在平台下部时，需要以直线型伺服电机的轴线方向作为支撑方向，此时平台最低高度受直线型伺服电机所限制，导致设备整体高度较高、重心较高、需要增加台阶上下游戏设备，这严重影响到使用者的沉浸式体验，同时也需要设置较大的底座维持设备的稳固，无形中影响了设备的性能、增加了设备成本。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术中，赛车运动平台的最低高度受直线型伺服电机所限制，导致设备整体高度较高、重心较高、需要增加台阶上下游戏设备，而严重影响到使用者的沉浸式体验的问题，同时避免设置较大的底座以维持设备的稳固，不会在无形中影响设备的性能、增加设备成本，本实用新型提供了一种优化结构的三自由度赛车运动平台。

本实用新型所采用的技术方案是，一种三自由度赛车运动平台，所述运动平台包括支架，所述支架通过至少3个曲柄摇杆结构向上连接有支撑平台；所述曲柄摇杆结构均匀分布设于支架和支撑平台间的边缘。

优选地，任一所述曲柄摇杆结构包括驱动单元，所述驱动单元包括2个水平相背的输出端，所述2个输出端分别套接有曲柄，2个所述曲柄的活动端朝上跨设有摇杆，所述摇杆顶部中心设有关节轴承，所述关节轴承套设于支撑轴外侧，所述支撑轴通过支撑耳与支撑平台连接。

优选地，所述驱动单元包括卧式伺服电机，所述卧式伺服电机连接有减速机，所述减速机包括相背设置的2个输出端。

优选地，所述摇杆包括并列设置的2块薄板，所述2块薄板间设有若干连杆。

优选地，所述连杆外套设有衬套。

优选地，所述支架包括护板，所述护板上设有若干通孔。

优选地，所述护板上的通孔为三角形孔。

优选地，所述支架底部均匀分配设有若干万向轮。

优选地，所述支架底部均匀分配设有若干可拆卸支撑件。

本实用新型提供了一种优化结构的三自由度赛车运动平台，通过支架限定运动平台范围，通过支撑平台提供运动场地，在支架和支撑平台间的边缘均匀设置至少3个曲柄摇杆结构，提供运动平台的动力。

本实用新型的整体高度低，运动平台整体重心低，不需要增设上下台阶，相对占地面积较小，使用者沉浸效果好，驱动成本低，便于驱动参数的调整。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型除去支撑平台的中心部分后的结构示意图；

图3为本实用新型中曲柄摇杆结构的立体图结构示意图；

图4为本实用新型中曲柄摇杆结构的主视图结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型涉及一种三自由度赛车运动平台，所述运动平台包括支架1，所述支架1通过至少3个曲柄摇杆结构2向上连接有支撑平台3；所述曲柄摇杆结构2均匀分布设于支架1和支撑平台3间的边缘。

本实用新型中，支架1用于整体托底，可以限定平台整体位置并提供底部支撑，支撑平台3作为上部荷载支撑面。

本实用新型中，在支架1和支撑平台3间设置至少3个曲柄摇杆结构2，且所有的曲柄摇杆结构2均匀分布设置在支架1和支撑平台3间的边缘，用于实现支撑平台3的旋转和上下移动。

本实用新型采用至少3个均匀分布在支架1和支撑平台3间的曲柄摇杆结构2，作为支撑平台3的支撑和动力，整体高度低，运动平台整体重心低，不需要增设上下台阶，相对占地面积较小，使用者沉浸效果好，驱动成本低，便于驱动参数的调整。

任一所述曲柄摇杆结构2包括驱动单元，所述驱动单元包括2个水平相背的输出端4，所述2个输出端4分别套接有曲柄5，2个所述曲柄5的活动端朝上跨设有摇杆6，所述摇杆6顶部中心设有关节轴承7，所述关节轴承7套设于支撑轴8外侧，所述支撑轴8通过支撑耳9与支撑平台3连接。

所述驱动单元包括卧式伺服电机10，所述卧式伺服电机10连接有减速机11，所述减速机11包括相背设置的2个输出端4。

所述摇杆6包括并列设置的2块薄板12，所述2块薄板12间设有若干连杆。

所述连杆外套设有衬套13。

本实用新型中，曲柄摇杆结构2采用双曲柄摇杆结构2，驱动单元的2个输出端4背向设置并分别连接有曲柄5，在2个曲柄5的活动端跨设门型摇杆6，在摇杆6的顶部中心位置设置用于释放平台运动自由度的关节轴承7，并以关节轴承7套设支撑轴8、支撑轴8通过支撑耳9以支撑上部的支撑平台3，支撑耳9扩大接触面，保证支撑效果的平稳；整体结构保证平台运动需要的行程长度、输出扭矩、推力等参数可通过双曲柄摇杆结构2长度和比例的设计完成，实现对运动平台性能参数的二次优化调整。

本实用新型中，驱动单元包括卧式伺服电机10，卧式伺服电机10连接的减速机11包括相背设置的2个输出端4，即运动平台获得相对更低的机械结构空间，降低了重心，增加了用户体验，降低了成本，同时亦保证了曲柄摇杆结构2的工作稳定。

本实用新型中，显而易见地，卧式伺服电机10连接至控制器，通过控制器的控制，达到3个曲柄摇杆结构2间的协同，实现平台在水平方向上绕两个垂直轴线旋转，同时亦可依靠卧式伺服电机10旋转、带动3个曲柄摇杆结构2同时作用，即完成运动平台的上下动作，进而完成运动平台的三自由度运动。

本实用新型中，将门型摇杆6轻量化设置为2块并列设置的薄板12，薄板12分别设置在曲柄5的前端和后端，在2块薄板12间设有若干连杆进行连接。

本实用新型中，在连杆外套设衬套13以保证摇杆6结构的稳定和强度。

所述支架1包括护板，所述护板上设有若干通孔14。

所述护板上的通孔14为三角形孔。

本实用新型中，一般情况下，驱动单元朝向运动平台整体的中心方向设置，在支架1的护板上设置通孔14可以保证整体的散热效果。

本实用新型中，将通孔14设置为三角形孔，利用了三角形强度高、抗变形性好的特性。

所述支架1底部均匀分配设有若干万向轮15。

所述支架1底部均匀分配设有若干可拆卸支撑件16。

本实用新型中，万向轮15和可拆卸支撑件16分别保证了运动平台的可移动性和稳定性。

本实用新型通过支架1限定运动平台范围，通过支撑平台3提供运动场地，在支架1和支撑平台3间的边缘均匀设置至少3个曲柄摇杆结构2，提供运动平台的动力。本实用新型的整体高度低，运动平台整体重心低，不需要增设上下台阶，相对占地面积较小，使用者沉浸效果好，驱动成本低，便于驱动参数的调整。

Claims (9)

1.一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述运动平台包括支架，所述支架通过至少3个曲柄摇杆结构向上连接有支撑平台；所述曲柄摇杆结构均匀分布设于支架和支撑平台间的边缘。

2.根据权利要求1所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：任一所述曲柄摇杆结构包括驱动单元，所述驱动单元包括2个水平相背的输出端，所述2个输出端分别套接有曲柄，2个所述曲柄的活动端朝上跨设有摇杆，所述摇杆顶部中心设有关节轴承，所述关节轴承套设于支撑轴外侧，所述支撑轴通过支撑耳与支撑平台连接。

3.根据权利要求2所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述驱动单元包括卧式伺服电机，所述卧式伺服电机连接有减速机，所述减速机包括相背设置的2个输出端。

4.根据权利要求2所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述摇杆包括并列设置的2块薄板，所述2块薄板间设有若干连杆。

5.根据权利要求4所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述连杆外套设有衬套。

6.根据权利要求1所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述支架包括护板，所述护板上设有若干通孔。

7.根据权利要求6所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述护板上的通孔为三角形孔。

8.根据权利要求1所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述支架底部均匀分配设有若干万向轮。

9.根据权利要求1所述的一种三自由度赛车运动平台，其特征在于：所述支架底部均匀分配设有若干可拆卸支撑件。