CN219758974U - 一种具有四自由度的运动平台模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有四自由度的运动平台模拟装置，包括模拟驾驶舱和由模拟驾驶舱控制的模拟运动平台，所述模拟运动平台包括承重底座，所述承重底座的下方设置有行走调平装置，所述承重底座的中间上方设置有偏航单元，所述偏航单元上方设置有组合运动单元，所述组合运动单元和阻尼支撑的上方设置有平台。本实用新型采用相对独立的运动部件，结构紧凑，可合理拆装便于运输，降低了制造成本，通过软件切换，可实现不同场景航空、航天、舰船、汽车等模拟驾驶，能够满足体验者驾驶不同机型的需求，形式多样化。

Description

一种具有四自由度的运动平台模拟装置

技术领域

本实用新型涉及模拟运动平台控制领域，尤其是一种具有四自由度的运动平台模拟装置。

背景技术

目前市场的模拟运动平台包括二自由度运动平台、四自由度运动平台和六自由度运动平台，由于二自由度运动平台灵活度不够、六自由度平台制造成本高，所以，四自由度运动平台既比二自由度运动平台灵活度高且生产成本相对于六自由度平台低，满足市场需求，但四自由度运动平台多采用伺服电动缸的驱动形式，如专利“201911195533 .9-一种四自由度运动平台”通过四个私服电动缸协调伸缩运动实现四个自由度的运动，存在的问题如下：

1、采用四个电动缸的形式来满足运动动作，造成运动角度受限，无法全面满足需求；

2、受结构影响，动作范围小，体验感不强；

3、制造成本较高，实用性低。因此在市场上没有得到大规模推广。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种具有四自由度的运动平台模拟装置，采用相对独立的运动部件，结构紧凑，可合理拆装便于运输，降低了制造成本，通过软件切换，可实现不同场景航空、航天、舰船、汽车等模拟驾驶，能够满足体验者驾驶不同机型的需求，形式多样化。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种具有四自由度的运动平台模拟装置，包括模拟驾驶舱和由模拟驾驶舱控制的模拟运动平台，所述模拟运动平台包括承重底座，所述承重底座的下方设置有行走调平装置，所述承重底座的中间上方设置有偏航单元，所述偏航单元上方设置有组合运动单元，所述组合运动单元包括设置于偏航单元上的三点安装座，所述三点安装座的三个点分别装有结构相同的第一摇臂摆动机构、第二摇臂摆动机构和第三摇臂摆动机构，所述组合运动单元的中心设置有阻尼支撑，所述阻尼支撑上设置有分别控制第一摇臂摆动机构、第二摇臂摆动机构和第三摇臂摆动机构的第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器，所述阻尼支撑上还设置有控制偏航单元及第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器的控制器，所述组合运动单元和阻尼支撑的上方设置有平台。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述承重底座包括第一框架，所述第一框架上方中间装有回转轴承安装板和电滑环。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述行走调平装置包括均布设置于第一框架下方的6个承重轮。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述偏航单元包括装于回转轴承安装板上的回转轴承，所述回转轴承上方设置有回转托盘，所述回转托盘上设置有伺服电机减速机，所述回转轴承啮合齿轮，所述齿轮与伺服电机减速机连接，所述伺服电机减速机由第四驱动器驱动，所述第四驱动器电性连接控制器。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述第一摇臂摆动机构、第二摇臂摆动机构和第三摇臂摆动机构均包括设置于三点安装座上的电机减速机、与电机减速机左右分别连接的第一摇臂和第二摇臂，所述第一摇臂和第二摇臂分别通过轴头连接轴承，所述电机减速机上方设置有C型架且C型架两端与轴承固定连接，所述电机减速机外侧的三点安装座上安装有传感器。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述阻尼支撑包括与回转托盘连接的第一万向联轴器，所述第一万向联轴器上方设置有活塞套管，所述活塞套管内装有活塞轴，所述活塞轴上方设置有与平台连接的第二万向联轴器，所述活塞套管和活塞轴上套有弹簧，所述弹簧下方设置有法兰盘，所述法兰盘固定设置在活塞套管中间，所述法兰盘下方装有控制安装板。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和控制器放置于控制安装板上。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述平台包括第二框架，所述第二框架的下方分别设置有与第一摇臂摆动机构、第二摇臂摆动机构和第三摇臂摆动机构的C型架连接的第三万向联轴器、第四万向联轴器和第五万向联轴器。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

1、本实用新型的四自由度的运动平台模拟装置采用相对独立的运动部件，结构紧凑，可合理拆装便于运输，降低了制造成本，通过软件切换，可实现不同场景航空、航天、舰船、汽车等模拟驾驶，能够满足体验者驾驶不同机型的需求，形式多样化；

2、本实用新型的四自由度的运动平台模拟装置应用在模拟飞行上，飞行员可在地面上进行模拟操作流程、训练驾驶技能、特情处置等任务训练，可在联网后，组成不同机型的机群，进行对抗训练等；

3、本实用新型的四自由度的运动平台模拟装置有利于社会各领域推广应用，特别是在青少年科普中的航空，航天类的知识储备，兴趣培养，能力拓展方面，模拟运动平台能起到不可替代的作用。

附图说明

图1是本实用新型整体二维结构示意图1；

图2是本实用新型整体二维结构示意图2；

图3是本实用新型整体三维结构示意图1；

图4是本实用新型整体三维结构示意图2；

图5是本实用新型组合运动单元整体结构示意图；

图6是本实用新型摇臂摆动机构整体结构示意图；

图7是本实用新型阻尼支撑整体结构示意图1；

图8是本实用新型阻尼支撑整体结构示意图2；

其中，A、承重底座，B、行走调平装置，C、偏航单元，D、组合运动单元，E、阻尼支撑，F、平台，1、三点安装座，2、第一摇臂摆动机构，3、第二摇臂摆动机构，4、第三摇臂摆动机构，5、第一驱动器，6、第二驱动器，7、第三驱动器，8、控制器，9、第一框架，10、回转轴承安装板，11、电滑环，12、承重轮，13、回转轴承，14、回转托盘，15、伺服电机减速机，16、齿轮，17、第四驱动器，18、电机减速机，19、第一摇臂，20、第二摇臂，21、轴头，22、轴承，23、C型架，24、传感器，25、第一万向联轴器，26、活塞套管，27、活塞轴，28、第二万向联轴器，29、弹簧，30、法兰盘，31、控制安装板，32、第二框架，33、第三万向联轴器，34、第四万向联轴器，35、第五万向联轴器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1至图8所示，一种具有四自由度的运动平台模拟装置，包括模拟驾驶舱和由模拟驾驶舱控制的模拟运动平台，所述模拟运动平台包括承重底座A，所述承重底座A的下方设置有行走调平装置B，所述承重底座A的中间上方设置有偏航单元C，所述偏航单元C上方设置有组合运动单元D，所述组合运动单元D的中心设置有阻尼支撑E，所述组合运动单元D和阻尼支撑E的上方设置有平台F。

所述承重底座A包括第一框架9，所述第一框架9上方中间装有回转轴承安装板10和电滑环11电滑环11和谁连接。电滑环11一端连接市电另一端为回转托盘14以上所有用电设施提供电能。

所述行走调平装置B包括均布设置于第一框架9下方的6个承重轮12，便于移动位置的同时又可以调整每个点的高度。

所述偏航单元C包括装于回转轴承安装板10上的回转轴承13，所述回转轴承13上方设置有回转托盘14，所述回转托盘14上设置有伺服电机减速机15，所述回转轴承13啮合齿轮16，所述齿轮16与伺服电机减速机15连接，所述伺服电机减速机15由第四驱动器17驱动，所述第四驱动器17电性连接控制器8。

所述组合运动单元D包括设置于偏航单元C上的三点安装座1，所述三点安装座1的三个点分别装有结构相同的第一摇臂摆动机构2、第二摇臂摆动机构3和第三摇臂摆动机构4。所述第一摇臂摆动机构2、第二摇臂摆动机构3和第三摇臂摆动机构4均包括设置于三点安装座1上的电机减速机18、与电机减速机18左右分别连接的第一摇臂19和第二摇臂20，所述第一摇臂19和第二摇臂20分别通过轴头21连接轴承22，所述电机减速机18上方设置有C型架23且C型架23两端与轴承22固定连接，所述电机减速机18外侧的三点安装座1上安装有传感器24。

所述阻尼支撑E包括与回转托盘14连接的第一万向联轴器25，所述第一万向联轴器25上方设置有活塞套管26，所述活塞套管26内装有活塞轴27，所述活塞轴27上方设置有与平台F连接的第二万向联轴器28，所述活塞套管26和活塞轴27上套有弹簧29，所述弹簧29下方设置有法兰盘30，所述法兰盘30固定设置在活塞套管26中间，所述法兰盘30下方装有控制安装板31。阻尼支撑E有效增加平台承重，为摇臂摆动机构分担部分受力。

所述控制安装板31上设置有分别控制第一摇臂摆动机构2、第二摇臂摆动机构3和第三摇臂摆动机构4的第一驱动器5、第二驱动器6和第三驱动器7，所述控制安装板31上还设置控制器8，控制器8用于控制第一驱动器5、第二驱动器6、第三驱动器7和第四驱动器17。

所述平台F包括第二框架32，所述第二框架32的下方分别设置有与第一摇臂摆动机构2、第二摇臂摆动机构3和第三摇臂摆动机构4的C型架23连接的第三万向联轴器33、第四万向联轴器34和第五万向联轴器35。

使用方法

偏航运动：当电脑应用模拟软件应用时会发送指令给控制器8，控制器8经过分析后发送指令给第四驱动器17，第四驱动器17控制伺服电机减速机15运转后由齿轮16带动回转轴承13完成偏航运动，偏航角度能够达到360度。

组合运动单元，由第一摇臂摆动机构2、第二摇臂摆动机构3和第三摇臂摆动机构4组成，当第一摇臂摆动机构2、第二摇臂摆动机构3和第三摇臂摆动机构4配合运动后可完成三个动作分别是起伏运动、仰俯运动和横滚运动。

起伏运动：当电脑应用模拟软件应用时会发送指令给控制器8，控制器8经过分析后发送指令给驱动器第一驱动器5、第二驱动器6和第三驱动器7。第一驱动器5控制第一摇臂摆动机构2内的电机减速机18；第二驱动器6控制第二摇臂摆动机构3内的电机减速机18；第三驱动器7控制第三摇臂摆动机构4内的电机减速机18同时同向运动，完成起伏运动。

仰俯运动；当电脑应用模拟软件应用时会发送指令给控制器8，控制器8经过分析后发送指令给驱动器第一驱动器5、第二驱动器6和第三驱动器7。第一驱动器5控制第一摇臂摆动机构2内的电机减速机18、第二驱动器6控制第二摇臂摆动机构3内的电机减速机18都正向运动；第三驱动器7控制第三摇臂摆动机构4内的电机减速机18反向运动，完成仰俯运动。

横滚运动；当电脑应用模拟软件应用时会发送指令给控制器8，控制器8经过分析后发送指令给驱动器第一驱动器5、第二驱动器6和第三驱动器7。第一驱动器5控制第一摇臂摆动机构2内的电机减速机18正向运动；第二驱动器6控制第二摇臂摆动机构3内的电机减速机18反向运动；第三驱动器7控制第三摇臂摆动机构4内的电机减速机18静止不动，完成横滚运动。

Claims (8)

1.一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：包括模拟驾驶舱和由模拟驾驶舱控制的模拟运动平台，所述模拟运动平台包括承重底座（A），所述承重底座（A）的下方设置有行走调平装置（B），所述承重底座（A）的中间上方设置有偏航单元（C），所述偏航单元（C）上方设置有组合运动单元（D），所述组合运动单元（D）包括设置于偏航单元（C）上的三点安装座（1），所述三点安装座（1）的三个点分别装有结构相同的第一摇臂摆动机构（2）、第二摇臂摆动机构（3）和第三摇臂摆动机构（4），所述组合运动单元（D）的中心设置有阻尼支撑（E），所述阻尼支撑（E）上设置有分别控制第一摇臂摆动机构（2）、第二摇臂摆动机构（3）和第三摇臂摆动机构（4）的第一驱动器（5）、第二驱动器（6）和第三驱动器（7），所述阻尼支撑（E）上还设置有控制偏航单元（C）及第一驱动器（5）、第二驱动器（6）和第三驱动器（7）的控制器（8），所述组合运动单元（D）和阻尼支撑（E）的上方设置有平台（F）。

2.根据权利要求1所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述承重底座（A）包括第一框架（9），所述第一框架（9）上方中间装有回转轴承安装板（10）和电滑环（11）。

3.根据权利要求2所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述行走调平装置（B）包括均布设置于第一框架（9）下方的6个承重轮（12）。

4.根据权利要求2所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述偏航单元（C）包括装于回转轴承安装板（10）上的回转轴承（13），所述回转轴承（13）上方设置有回转托盘（14），所述回转托盘（14）上设置有伺服电机减速机（15），所述回转轴承（13）啮合齿轮（16），所述齿轮（16）与伺服电机减速机（15）连接，所述伺服电机减速机（15）由第四驱动器（17）驱动，所述第四驱动器（17）电性连接控制器（8）。

5.根据权利要求4所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述第一摇臂摆动机构（2）、第二摇臂摆动机构（3）和第三摇臂摆动机构（4）均包括设置于三点安装座（1）上的电机减速机（18）、与电机减速机（18）左右分别连接的第一摇臂（19）和第二摇臂（20），所述第一摇臂（19）和第二摇臂（20）分别通过轴头（21）连接轴承（22），所述电机减速机（18）上方设置有C型架（23）且C型架（23）两端与轴承（22）固定连接，所述电机减速机（18）外侧的三点安装座（1）上安装有传感器（24）。

6.根据权利要求5所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述阻尼支撑（E）包括与回转托盘（14）连接的第一万向联轴器（25），所述第一万向联轴器（25）上方设置有活塞套管（26），所述活塞套管（26）内装有活塞轴（27），所述活塞轴（27）上方设置有与平台（F）连接的第二万向联轴器（28），所述活塞套管（26）和活塞轴（27）上套有弹簧（29），所述弹簧（29）下方设置有法兰盘（30），所述法兰盘（30）固定设置在活塞套管（26）中间，所述法兰盘（30）下方装有控制安装板（31）。

7.根据权利要求6所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述第一驱动器（5）、第二驱动器（6）、第三驱动器（7）和控制器（8）放置于控制安装板（31）上。

8.根据权利要求7所述的一种具有四自由度的运动平台模拟装置，其特征在于：所述平台（F）包括第二框架（32），所述第二框架（32）的下方分别设置有与第一摇臂摆动机构（2）、第二摇臂摆动机构（3）和第三摇臂摆动机构（4）的C型架（23）连接的第三万向联轴器（33）、第四万向联轴器（34）和第五万向联轴器（35）。