TWI583929B - 六軸運動量測機構 - Google Patents

六軸運動量測機構 Download PDF

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TWI583929B
TWI583929B TW105112558A TW105112558A TWI583929B TW I583929 B TWI583929 B TW I583929B TW 105112558 A TW105112558 A TW 105112558A TW 105112558 A TW105112558 A TW 105112558A TW I583929 B TWI583929 B TW I583929B
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六軸運動量測機構
本發明係提供一種六軸運動量測機構,尤指一整合X、Y、Z三平移軸及x,y,z三旋轉軸,進行此六軸之複合運動;藉由於X、Y、Z軸分別設有一驅動機構,藉以控制於三個平移軸方向之位移量、速度及加速度;而x,y,z旋轉軸分別設置有旋轉機構,以控制於三個旋轉軸方向之旋轉角度{θ、φ、Ψ}、角速度及角加速度,令運動體可不受限制而進行於各角度上旋轉及位移,模擬潛艦橫搖、偏擺及俯仰起伏之單一運動及複合運動,藉可配合水槽水流的控制、六軸運動量測機構模擬潛艦複雜的運動及六軸動力計量測運動時之所受力量及力矩,進而計算得到流體之流體動力參數,以量測其運動性能,有利於未來潛鑑之開發。
按,平面運動機構(Planar Motion Mechanism)試驗量測分析系統,係應用於量測潛體操縱運動流體動力係數之機構,此機構亦能運用在水面船模的流體動力係數之試驗分析。
習知平面運動機構包含(二軸)水平面運動量測機構(Horizontal Planar Motion Mechanism,HPMM)及(三軸)垂直平面運動量測機構(Vertical Planar Motion Mechanism,VPMM);而為能令更為真實量測潛體於流體中之運動性能,故需另考量各軸間之複合運動,故習知另提供一種概如第1圖所示之(五軸)雙柱型VPMM[Renilson,2015],其具有兩對二軸之複合從動,以及一軸各別 控制旋轉之整合運動。
然而,習知雙柱型VPMM之設計僅係針對潛艦流體動力係數,故複合從動最高只有二軸複合從動,並無於X軸向之複合運動;因此,其並無法模擬潛艦動態運動;再者,如第2圖及第3圖所示,雙柱型VPMM係藉由其雙柱體10分別設置複合接頭20,以接設於同軸連接於潛體30之連接軸301,而當雙柱型VPMM進行單純之俯仰(pitching)及偏擺(yawing)運動時,因於水平時複合接頭20之間距L0並不均等於進行俯仰或偏擺後複合接頭之間距L,故若其複合接頭20固定,則將無法運動,雖其經設計滑動軸套配合栓接之複合接頭20後即可進行純俯仰或偏擺運動,然而,複合接頭20具有角度限制,其將限制俯仰及偏擺之角度,且經偏擺後,潛體30之質心位置難以與原位置相同,將造成一定程度上之偏移,其將增加於量測流體動力係數時之變量,增加量測運算時之困難度,且亦將使誤差值提升,進而降低量測之精確度。
有鑑於此,吾等發明人乃潛心進一步研究潛體之運動模擬及其流體係數之量測,並著手進行研發及改良,期以一較佳發明以解決上述問題,且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。
爰是,為達致以上目的,吾等發明人提供一種六軸運動量測機構,其包含:一可移動之支撐架,其架設有一連動機構,該連動機構界定有三個分別沿X軸、Y軸及Z軸設置之平移軸,以及x軸、y軸及z軸三旋轉軸;該連動機構於X軸、Y軸及Z軸分別設有一驅動機構,藉以控制於X軸、Y軸及Z軸方向之位移量、速度及加速度;而於x軸、y軸及z軸分別設置 有旋轉機構,以控制於x軸、y軸及z軸之旋轉角度(θ、φ、Ψ)、角速度及角加速度;所述驅動機構係與所述旋轉機構係相互接設。
其中,第一驅動機構,主要係控制於Z軸方向之位移量、速度及加速度,且第一驅動機構係連結並於Z軸方向作動於一平台,第一驅動機構包含一基座,該基座係設於該平台之頂面,且該基座設有一第一驅動馬達,且樞設有一第一螺桿;該第一驅動馬達係連結並轉動一傳動輪;該支撐架頂部穿設有一螺孔,且該第一螺桿係螺合於該螺孔,且該第一螺桿同軸設有一從動輪,而該傳動輪係連結並傳動於該從動輪,使第一驅動馬達於啟動時將可轉動傳動輪,以藉由從動輪帶動第一螺桿旋轉,而第一螺桿即透過與支撐架螺孔之螺合,進而帶動平台於Z軸方向之位移量、速度及加速度。
平台,其係於支撐架側端設有至少一第二滑桿,所述第二滑桿分別設有一第三滑塊,且所述第三滑塊係連結於該平台,藉以保持平台上下運動之平穩性及精度,而不易受外力晃動偏移。
第二驅動機構,主要係控制於Y軸方向之位移量、速度及加速度,且第二驅動機構係設置於平台底部;第二驅動機構包含一第二驅動馬達,該第二驅動馬達係連結並轉動於一第二螺桿;該第二螺桿螺合設置以傳動於一第一滑塊,該第一滑塊具有供該第二螺桿螺固接設之螺合孔,且該第一滑塊一側設有該第三驅動機構,平台底端之兩側設有二滑軌,且該第一滑塊係設對應組設並滑動於其一所述滑軌;而另一所述滑軌滑動設置設有一第二滑塊,該第二滑塊係連結於該第三驅動機構,以令該第一滑塊、第二滑塊及該第三驅動機構同步位移,且同樣可保持運動時之平穩性及精度;藉使第二驅動馬達運轉時將轉動第二螺桿,而藉由第二螺桿與第一滑塊螺合孔間之螺合,令第一滑塊及第二滑塊皆可於滑軌上滑動,進而控制第三驅動機構及滑台於Y軸方向上之位移量、速度及加速度。
第三驅動機構,主要係控制於X軸方向之位移量、速度及加速度,且第三驅動機構係設置於平台底部,第三驅動機構包含一第三驅動馬達,該第三驅動馬達係連結並轉動於一第三螺桿,該第三螺桿係組接且空轉於該第二滑塊;該滑台設有一螺接孔,且該第三螺桿係對應螺合組設於該螺接孔以傳動該滑台,而第一滑塊及第二滑塊之間更對應組設有至少一第一滑桿,且該滑台更設有對應所述第一滑桿之通孔,以令滑台藉由所述通孔以架設於所述第一滑桿,藉使提升於X軸向運動之平穩性及精度;第三驅動馬達於啟動時將可轉動第三螺桿,第三螺桿即透過與滑台螺接孔之螺合,進而帶動滑台於X軸方向之位移量、速度及加速度。
第一旋轉機構,主要係控制沿x軸方向旋轉之旋轉角度θ、角速度及角加速度,該第一旋轉機構包含一第一樞轉馬達,其係設於該滑台底端,且該第一樞轉馬達係連結並傳動於一第一傳動軸,該第一傳動軸係連結於一第一樞轉元件,而該第一樞轉元件設有該第二旋轉機構;藉使第一旋轉機構可予以沿x軸旋轉作動於第二旋轉機構後之各構件。
第二旋轉機構,主要係控制沿y軸方向旋轉之旋轉角度φ、角速度及角加速度,第二旋轉機構包含一設置於該第一樞轉元件之第二樞轉馬達,該第二樞轉馬達係連結並傳動於一第二傳動軸,且該第二傳動軸係連結於一第二樞轉元件,而該第二樞轉元件設有該第三旋轉機構;藉使第二旋轉機構可予以沿y軸旋轉作動於第三旋轉機構後之各構件。
第三旋轉機構,主要係控制於z軸方向旋轉之旋轉角度Ψ、角速度及角加速度,第三旋轉機構主要係可被設置為獨立旋轉,第三旋轉機構包含一設置於該第二樞轉元件之第三樞轉馬達,該第三樞轉馬達係連結並傳動於一第三傳動軸,且該第三傳動軸係連結並傳動於該運動體。藉使第三旋轉機構可予以沿z軸旋轉作動於運動體。
其中,第三傳動軸係用以連結一運動體之質心,運動體可為潛體,諸如:潛鑑,而本發明係可被設置於一流體中,如:風洞或水槽,藉以令本發明可藉由整合X軸、Y軸及Z軸三平移軸,x軸、y軸及z軸三旋轉軸,進行此六軸之複合運動,包含於X軸、Y軸及Z軸之位移量、速度及加速度,以及x軸、y軸及z軸三旋轉軸之旋轉角度{θ、φ、Ψ}、角速度及角加速度,藉可令潛鑑可不受限制而進行於各角度上旋轉位移運動,且於特例中,亦能夠於質心固定之情形下進行控制其旋轉、偏擺及俯仰,藉可模擬潛艦橫搖、偏擺及俯仰起伏之單一運動及複合運動,並可配合風洞或水槽水流的控制、六軸運動量測機構模擬潛艦複雜的運動及六軸動力量測單元量測運動時之所受力量及力矩,進而計算得到流體之流體動力參數,以量測其運動性能,有利於未來潛鑑之開發。
此外,該支撐架可設有一配重裝置,該配重裝置係連結並支撐於該平台,該配重裝置更包含至少一滑輪組、一傳動線體及一配重元件,所述滑輪組係設置於該支撐架,且該傳動線體係掛設於所述滑輪組,且該傳動線體一端係連結於該平台,另端則係連結於該配重元件;且該配重元件之重量係略等於該平台所支撐之重量扣除該運動體之重量;藉以利於在控制第一驅動馬達起動時,僅需針對潛體本身之重量進行第一驅動馬達扭力之控制,藉使更利於流體參數之紀錄及量測。
〔習知〕
10‧‧‧柱體
20‧‧‧複合接頭
30‧‧‧潛體
301‧‧‧連接軸
〔本發明〕
1‧‧‧支撐架
11‧‧‧輪體
12‧‧‧滑台
121‧‧‧螺接孔
122‧‧‧通孔
13‧‧‧平台
131‧‧‧滑軌
1311‧‧‧凹部
14‧‧‧螺孔
15‧‧‧第二滑桿
151‧‧‧第三滑塊
2‧‧‧連動機構
21‧‧‧第一驅動機構
211‧‧‧基座
212‧‧‧第一驅動馬達
213‧‧‧第一螺桿
214‧‧‧傳動輪
215‧‧‧從動輪
22‧‧‧第二驅動機構
221‧‧‧第二驅動馬達
222‧‧‧第二螺桿
223‧‧‧第一滑塊
223’‧‧‧第二滑塊
2231‧‧‧螺合孔
2232‧‧‧凸部
23‧‧‧第三驅動機構
231‧‧‧第三驅動馬達
232‧‧‧第三螺桿
233‧‧‧第一滑桿
24‧‧‧第一旋轉機構
241‧‧‧第一樞轉馬達
242‧‧‧第一傳動軸
243‧‧‧第一樞轉元件
25‧‧‧第二旋轉機構
251‧‧‧第二樞轉馬達
252‧‧‧第二傳動軸
253‧‧‧第二樞轉元件
26‧‧‧第三旋轉機構
261‧‧‧第三樞轉馬達
262‧‧‧第三傳動軸
263‧‧‧第三樞轉元件
3‧‧‧運動體
4‧‧‧軌道
5‧‧‧動力量測單元
6‧‧‧配重裝置
61‧‧‧滑輪組
62‧‧‧傳動線體
63‧‧‧配重元件
O‧‧‧質心
第1圖係習知雙柱型VPMM之結構示意圖。
第2圖係習知雙柱型VPMM於俯仰運動時之力學示意圖。
第3圖係習知雙柱型VPMM於偏擺運動時之力學示意圖。
第4圖係本發明之立體示意圖。
第5圖係本發明之立體暨透視該平台之示意圖。
第6圖係本發明之立體分解示意圖。
第7圖係本發明第一驅動機構之立體分解示意圖。
第8圖係本發明第二、第三驅動機構及第一至第三旋轉機構之立體分解示意圖。
第9圖係本發明之潛體,於一特例中進行純橫搖運動之力學示意圖。
第10圖係本發明之潛體,於另一特例中進行純俯仰運動之力學示意圖。
關於吾等發明人之技術手段,茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明,俾供 鈞上深入了解並認同本發明。
請先參閱第4圖至第8圖所示,本發明係一種六軸運動量測機構,其包含:一可移動之支撐架1,其架設有一連動機構2,該連動機構2界定有三個分別沿X軸、Y軸及Z軸設置之平移軸,以及x軸、y軸及z軸三旋轉軸;該連動機構2於X軸、Y軸及Z軸分別設有一驅動機構,藉以控制於X軸、Y軸及Z軸方向之位移量、速度及加速度;而於x軸、y軸及z軸分別設置有旋轉機構,以控制沿x軸、y軸及z軸之旋轉角度(θ、φ、Ψ)、角速度及角加速度;所述驅動機構係與所述旋轉機構係相互接設;其中,所述驅動機構作動於Z軸方向者為第一驅動機構21、於Y軸方向者為第二驅動機構22、於X軸方向者為第三驅動機構23,而所述旋轉機構作動於x軸方向者為第一旋轉機構24、於y軸方向者為第二旋轉機構25、於z軸方向者為第三旋轉機構26;且所述第一至第三驅動機構21、22、23及所述第一至第三旋轉機構24、25、26係相互接設;以及 一運動體3,其係連結並從動於該連動機構2末端;本實施例係以運動體3為潛體(如:潛艦)舉例說明,故可將本發明整體設置於一風洞或水槽,並透過於支撐架1底部設置一軌道4,且該支撐架1底端更設有對應滾動於該軌道4之輪體11,而支撐架1可設有一驅動裝置(圖未繪示),如:馬達,以沿軌道4移動該支撐架1,令本發明整體可調整於風洞或水槽內產生位移量、速度或加速度,配合於水槽水流速度及波動可得到不同的相對速度,藉可大幅增進可模擬之各運動特性,並能增加量測範圍。
在一實施例中,該第一至第三驅動機構21、22、23係連結並傳動於一滑台12,且該滑台12係連結並同步傳動於該第一至第三旋轉機構24、25、26,藉以透過第一至第三驅動機構21、22、23以同步控制第一至第三旋轉機構24、25、26於X、Y及Z軸方向之空間位移量、速度或加速度。
在一較佳的實施例中,該第三驅動機構23係設置於該支撐架1,且該第一驅動機構21係連結並於Z軸方向作動於一平台13,且該第二驅動機構22及第三驅動機構23係設置於該平台13,以藉由平台13予以同步升降第二驅動機構22、第三驅動機構23及滑台12;就於X、Y及Z軸軸向之空間位移而言,在一具體之實施例中,如第4圖至第8圖所示,該第一驅動機構21係更包含一基座211,該基座211係設於該平台13之頂面,且該基座211設有一第一驅動馬達212,且樞設有一第一螺桿213;該第一驅動馬達212係連結並轉動一傳動輪214;該支撐架1頂部穿設有一螺孔14,且該第一螺桿213係螺合於該螺孔14,且該第一螺桿213同軸設有一從動輪215,而該傳動輪214係連結並傳動於該從動輪215。
而該平台13底部設有該第二驅動機構22,該第二驅動機構22更包含一第二驅動馬達221,該第二驅動馬達221係連結並轉動於一第二螺桿222;該第二螺桿222螺合設置以傳動於一第一滑塊223,該第一滑塊223具有供該第二螺 桿222螺固接設之螺合孔2231,且該第一滑塊223一側設有該第三驅動機構23。
該第三驅動機構23則係更包含一第三驅動馬達231,該第三驅動馬達231係連結並轉動於一第三螺桿232;該滑台12設有一螺接孔121,且該第三螺桿232係對應螺合組設於該螺接孔121以傳動該滑台12。
藉此,於Z軸方向之位移量、速度或加速度,係可藉由啟動第一驅動馬達212,令第一驅動馬達212轉動傳動輪214,而傳動輪214係與從動輪215相互囓合,故從動輪215將受傳動而同步帶動第一螺桿213轉動,而第一螺桿213即透過與支撐架1螺孔14之螺合,進而產生於Z軸方向之力,進而同步於Z軸方向上令基座211及平台13運動,進而使第二驅動機構22、第三驅動機構23、滑台12及第一至第三旋轉機構24、25、26,皆同步於Z軸方向運動;此處須說明的是,第一螺桿213係樞設於基座211,實際上第一螺桿213旋轉時係於基座211內部空轉,而不於其旋轉方向上施力於基座211,故第一螺桿213與基座211間可設有軸承,惟並不以此作為限定。
此外,支撐架1側端更設有至少一第二滑桿15,所述第二滑桿15分別設有一第三滑塊151,且所述第三滑塊151係連結於該平台13,藉以保持平台13升降運動之平穩性及精度,而不易受外力晃動偏移。
而於動方向之位移量、速度或加速度,則係透過啟動第二驅動馬達221,使第二驅動馬達221運轉時將轉動第二螺桿222,而藉由第二螺桿222與第一滑塊223螺合孔2231間之螺合,令第一滑塊223可於Y軸向上運動;較佳者,該平台13底端兩側設有二滑軌131,且該第一滑塊223係設對應組設並滑動於其一所述滑軌131;而另一所述滑軌131滑動設置設有一第二滑塊223’,該第二滑塊223’係連結於該第三驅動機構23;故當第一滑塊223受第二螺桿222之螺合而運動時,第一滑塊223將同步帶動第二滑塊223’、第三驅動機構23、滑台12及第一至第三旋轉機構24、25、26同步朝Y軸方向運動;且在一實施例中,滑軌131可 具有凹特徵之凹部1311,而第一滑塊223及第二滑塊223’分別設有對應所述凹特徵凹部1311之凸部2232,藉使第一滑塊223及第二滑塊223’可確實沿X軸方向穩定運動而不脫離滑軌131或偏移,進而可提高於運動時之精確度。
於X軸方向之位移量、速度或加速度,則係透過啟動第三驅動馬達231,使其轉動第三螺桿232,進而帶動滑台12於X軸方向之運動;且較佳者,該第一滑塊223及第二滑塊223’之間更對應組設有至少一第一滑桿233,且該滑台12更設有對應所述第一滑桿233之通孔122,以令滑台12藉由所述通孔122以架設於所述第一滑桿233;藉以令滑台12受第三螺桿232傳動時,可確實於X軸方向穩定運動。
就於x軸、y軸及z軸之旋轉而言,在一具體之實施例中,第一至第三旋轉機構24、25、26可為機械臂,舉例而言,該第一旋轉機構24更包含一第一樞轉馬達241,其係設於該滑台12底端,且該第一樞轉馬達241係連結並傳動於一第一傳動軸242,該第一傳動軸242係連結於一第一樞轉元件243,而該第一樞轉元件243設有該第二旋轉機構25;該第二旋轉機構25包含一設置於該第一樞轉元件243之第二樞轉馬達251,該第二樞轉馬達251係連結並傳動於一第二傳動軸252,且該第二傳動軸252係連結於一第二樞轉元件253,而該第二樞轉元件253設有該第三旋轉機構26;該第三旋轉機構26包含一設置於該第二樞轉元件253之第三樞轉馬達261,該第三樞轉馬達261係連結並傳動於一第三傳動軸262,且該第三傳動軸262係連結並傳動於該運動體3;較佳者,該第三傳動軸262係組設於該運動體3之質心O。
藉之,沿x軸方向旋轉而產生之旋轉角度θ、角速度及角加速度,係藉由啟動第一樞轉馬達241,第一樞轉馬達241將藉由其第一傳動軸242傳動並 旋轉第一樞轉元件243,使藉由第一樞轉元件243帶動第二旋轉機構25、第三旋轉機構26及運動體3沿x軸旋轉。
而y軸方向之旋轉而產生之旋轉角度φ、角速度及角加速度,則係藉由啟動第二樞轉馬達251,使第二樞轉馬達251藉由其第二傳動軸252傳動並旋轉第二樞轉元件253,以透過第二樞轉元件253帶動第三旋轉機構26及運動體3沿y軸旋轉。
z軸方向之旋轉而產生之旋轉角度Ψ、角速度及角加速度,如前述,係藉由啟動第三樞轉馬達261,使第三樞轉馬達261藉其第三傳動軸262傳動直接,或透過第三傳動軸262接設之第三樞轉元件263,以直接單獨即可帶動運動體3沿z軸旋轉。
需另特別說明的是,第一至第三驅動機構21、22、23、第一旋轉機構24及第二旋轉機構25,意即,X、Y、Z三軸之運動,以及沿x軸與y軸之轉動,其五軸係相互關聯連動控制者,而第三旋轉機構26,則主要係可被設置為獨立控制旋轉。
藉此,本發明係可藉由整合X軸、Y軸及Z軸三平移軸,x軸、y軸及z軸三旋轉軸,進行此六軸之複合運動,包含於X軸、Y軸及Z軸之位移量、速度及加速度,以及x軸、y軸及z軸三旋轉軸之旋轉角度{θ、φ、Ψ}、角速度及角加速度,藉可令潛鑑可不受限制而進行於各角度上進行旋轉運動及位移運動,且於特例中,亦能夠於質心O固定之情形下進行控制其旋轉、偏擺及俯仰,藉可模擬潛艦橫搖、偏擺及俯仰起伏之單一運動及複合運動,並可配合風洞或水槽水流的控制、六軸運動量測機構模擬潛艦複雜的運動及量測運動時之所受力量及力矩,進而計算得到流體之流體動力參數,以量測其運動性能,有利於未來潛鑑之開發。
茲舉簡易之特例,於質心O固定之情形下進行純橫搖運動(即 繞y軸旋轉,而產生旋轉角度φ、角速度及角加速度),係如第9圖所示,此時之X軸、x軸及z軸之旋轉量及位移量為0,意即,第三驅動機構23、第一旋轉機構24及第三旋轉機構26均不作動,而係透過分別於Y軸、Z軸及y軸,三軸之複合運動而完成,故藉由第一驅動機構21、第二驅動機構22及第二旋轉機構25同步之作動而達致純橫搖運動。
同理,如第10圖所示,於另一特例中,當需進行純俯仰運動(即繞x軸旋轉,而產生旋轉角度θ、角速度及角加速度)時,此時之X軸、y軸及z軸之旋轉量及位移量為0,故第三驅動機構23、第二旋轉機構25及第三旋轉機構26均不作動,而係透過分別於Y軸、Z軸及x軸,三軸之複合運動而完成,故係藉由第一驅動機構21、第二驅動機構22及第一旋轉機構24同步之作動而達致純俯仰運動。
且值得注意的是,由於該第三傳動軸262係組設於該運動體3之質心O處,故無論係純繞x軸之俯仰運動、純繞y軸之橫搖運動、或純繞z軸之偏擺運動,運動體3之質心0位置皆固定而不偏位,故可利於量測運動體3於各角度下之所受流體之物理量及參數;而關於流體參數之量測,係可藉由於第三傳動軸262設置之動力量測單元5來實現。
而為更利於流體參數之紀錄及量測,故在一較佳的實施例中,係於該支撐架l更設有一配重裝置6,該配重裝置6係連結並支撐於該平台13,該配重裝置6包含至少一滑輪組61、一傳動線體62及一配重元件63,所述滑輪組61係設置於該支撐架1,且該傳動線體62係掛設於所述滑輪組61,且該傳動線體62一端係連結於該平台13,另端則係連結於該配重元件63;且該配重元件63之重量係略等於該平台13所支撐之重量扣除該運動體3之重量;藉以利於在控制於Z軸方向之運動時,僅需針對潛體本身之重量進行第一驅動馬達212扭力之控制,即可直接依據第一驅動馬達212之扭力,而予以換算潛體之重量,及其於Z軸方向 之受力情形。
綜上所述,本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題,並達致預期之目的與功效,且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性,誠屬專利法所稱之發明無誤,爰依法提出申請,懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利,至感德馨。
惟以上所述者,僅為本發明之數種較佳實施例,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾,皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧支撐架
11‧‧‧輪體
13‧‧‧平台
14‧‧‧螺孔
15‧‧‧第二滑桿
151‧‧‧第三滑塊
2‧‧‧連動機構
21‧‧‧第一驅動機構
211‧‧‧基座
212‧‧‧第一驅動馬達
213‧‧‧第一螺桿
214‧‧‧傳動輪
215‧‧‧從動輪
253‧‧‧第二樞轉元件
263‧‧‧第三樞轉元件
3‧‧‧運動體
4‧‧‧軌道
5‧‧‧動力量測單元
6‧‧‧配重裝置
61‧‧‧滑輪組
62‧‧‧傳動線體
63‧‧‧配重元件

Claims (10)

  1. 一種六軸運動量測機構,其包含: 一支撐架,其架設有一連動機構,該連動機構界定有三個分別沿X軸、Y軸及Z軸設置之平移軸,以及x軸、y軸及z軸三旋轉軸; 該連動機構於X軸、Y軸及Z軸分別設有一驅動機構,藉以控制於X軸、Y軸及Z軸方向之位移量、速度及加速度;而於x軸、y軸及z軸分別設置有旋轉機構,以控制沿x軸、y軸及z軸之旋轉角度(θ、φ、Ψ)、角速度及角加速度;所述驅動機構係與所述旋轉機構係相互接設;以及 一運動體,其係連結並從動於該連動機構末端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之六軸運動量測機構,其中,所述驅動機構作動於Z軸方向者為第一驅動機構、於Y軸方向者為第二驅動機構、於X軸方向者為第三驅動機構,而所述旋轉機構作動於x軸方向者為第一旋轉機構、於y軸方向者為第二旋轉機構、於z軸方向者為第三旋轉機構,且所述驅動機構係連結並傳動於一滑台,該滑台係連結並同步傳動於該第一至第三旋轉機構。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之六軸運動量測機構,其中,該第三驅動機構係設置於該支撐架,且該第一驅動機構係連結並於Z軸方向作動於一平台,且該第二驅動機構及第三驅動機構係設置於該平台。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之六軸運動量測機構,其中,該第一驅動機構更包含一基座,該基座係設於該平台之頂面,且該基座設有一第一驅動馬達,且樞設有一第一螺桿;該第一驅動馬達係連結並轉動一傳動輪;該支撐架頂部穿設有一螺孔,且該第一螺桿係螺合於該螺孔,且該第一螺桿同軸設有一從動輪,而該傳動輪係連結並傳動於該從動輪。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之六軸運動量測機構,其中,該平台底部設有該第二驅動機構,該第二驅動機構更包含一第二驅動馬達,該第二驅動馬達係連結並轉動於一第二螺桿;該第二螺桿螺合設置以傳動於一第一滑塊,該第一滑塊具有供該第二螺桿螺固接設之螺合孔,且該第一滑塊一側設有該第三驅動機構。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之六軸運動量測機構,其中,該平台底端之兩側,更設有二滑軌,且該第一滑塊係設對應組設並滑動於其一所述滑軌;而另一所述滑軌滑動設置設有一第二滑塊,該第二滑塊係連結於該第三驅動機構,以令該第一滑塊、第二滑塊及該第三驅動機構同步運動者。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之六軸運動量測機構,其中,該第三驅動機構更包含一第三驅動馬達,該第三驅動馬達係連結並轉動於一第三螺桿,該第三螺桿係組接且空轉於該第二滑塊;該滑台設有一螺接孔,且該第三螺桿係對應螺合組設於該螺接孔以傳動該滑台。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之六軸運動量測機構,其中,該第一滑塊及第二滑塊之間更對應組設有至少一第一滑桿,且該滑台更設有對應所述第一滑桿之通孔,以令滑台藉由所述通孔以架設於所述第一滑桿,該支撐架側端更設有至少一第二滑桿,所述第二滑桿分別設有一第三滑塊,且所述第三滑塊係連結於該平台者。
  9. 如申請專利範圍第2至8項中任一項所述之六軸運動量測機構,其中,該第一旋轉機構更包含一第一樞轉馬達,其係設於該滑台底端,且該第一樞轉馬達係連結並傳動於一第一傳動軸,該第一傳動軸係連結於一第一樞轉元件,而該第一樞轉元件設有該第二旋轉機構;且該第二旋轉機構包含一設置於該第一樞轉元件之第二樞轉馬達,該第二樞轉馬達係連結並傳動於一第二傳動軸,且該第二傳動軸係連結於一第二樞轉元件,而該第二樞轉元件設有該第三旋轉機構;該第三旋轉機構包含一設置於該第二樞轉元件之第三樞轉馬達,該第三樞轉馬達係連結並傳動於一第三傳動軸,且該第三傳動軸係連結並傳動於該運動體,該第三傳動軸更設有一動力量測單元,且該第三傳動軸係組設於該運動體之質心。
  10. 如申請專利範圍第2至8項中任一項所述之六軸運動量測機構,其中,該支撐架更設有一配重裝置,該配重裝置係連結並支撐於該平台,該配重裝置更包含至少一滑輪組、一傳動線體及一配重元件,所述滑輪組係設置於該支撐架,且該傳動線體係掛設於所述滑輪組,且該傳動線體一端係連結於該平台,另端則係連結於該配重元件;且該配重元件之重量係略等於該平台所支撐之重量扣除該運動體之重量。
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