WO2014087711A1 - 試験装置 - Google Patents

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WO2014087711A1
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栄生 伊
友宏 保阪
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株式会社鷺宮製作所
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    • G09B9/14—Motion systems for aircraft simulators controlled by fluid actuated piston or cylinder ram

Definitions

  • the present invention includes, for example, transportation equipment such as automobiles, motorcycles, trains, airplanes, ships, structures such as bridges, buildings, houses, and buildings, and structures to be tested such as these parts (hereinafter collectively referred to as “general names”).
  • transportation equipment such as automobiles, motorcycles, trains, airplanes, ships
  • structures such as bridges, buildings, houses, and buildings, and structures to be tested such as these parts
  • structure under test a load test performed by applying an external force
  • vibration test performed by applying vibration
  • the present invention relates to a test apparatus for performing various tests such as tests (hereinafter collectively referred to simply as “tests”).
  • a test apparatus there are an excitation test apparatus and a load test apparatus for the purpose of research and development of these structures to be tested.
  • a driving simulation device (hereinafter also simply referred to as “driving simulator”) for simulating the driving state according to the driving operation of the operator. )
  • the driving simulation device employs a 6-degree-of-freedom parallel mechanism called a so-called “Stewart platform (also called a hexapod)”, for example, and six telescopic links connected in parallel operate in cooperation. It is connected by a motion connecting mechanism that performs positioning with six degrees of freedom, and includes a platform on which a driven part such as a vehicle model is provided.
  • Step platform also called a hexapod
  • a rotational motion around each axis is added, that is, the front-rear direction, the left-right direction, the up-down direction, the roll ( It is configured to simulate the driving state according to the driving operation of the operator by reproducing the tilt motion of 6 degrees of freedom composed of six types of movements of Roll, Pitch, and Yaw. .
  • Small amplitude motion at relatively high frequencies is reproduced by the Stewart platform, and large amplitude motion at relatively low frequencies is reproduced by the planar movement mechanism.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 4736592
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 4736592
  • a dome 108 having a vehicle model is provided on a platform 106 connected to a base 104 by a motion connecting mechanism 102 that performs positioning with six degrees of freedom. ing.
  • a plurality of X-axis direction rails 110 arranged in the X-axis direction and a pair of Y-axis direction rails 112 movable in the X-axis direction on the X-axis direction rail 110 and arranged in the Y-axis direction are provided.
  • a base 104 is arranged on the Y-axis direction rail 112 so as to be movable in the Y-axis direction.
  • a so-called “linear guide” is formed, and the dome 108 equipped with the vehicle model is configured to be movable in the XY directions.
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3915122 discloses a driving simulator 200 as shown in FIG.
  • a dome 208 having a vehicle model is provided on a platform 206 connected to a base 204 by a motion connecting mechanism 202 that performs positioning with six degrees of freedom.
  • a plurality of air bearings 212 are provided on the lower surface of the base 204 so as to face the sliding surface 210.
  • the base 204 can be moved in the X-axis direction by an X-axis direction moving device including a linear guide (not shown), and a Y-axis direction moving device (not shown)
  • the base 204 is configured to be movable in the Y axis direction.
  • test device can be used according to the driving operation of the operator for the purpose of research and development of transportation equipment such as automobiles, motorcycles, trains, airplanes, ships, etc. and the improvement of the driving ability of those who drive the transportation equipment. It is used as a driving simulator for simulating driving conditions, vibration tests, acceleration tests, and the like, and as a component of the driving simulator.
  • the operation simulation test apparatus 100 of Patent Document 1 requires the X-axis direction rail 110 and the Y-axis direction rail 112 that are orthogonal to each other, and requires a large installation space for the apparatus. Further, the height of the apparatus increases, the mass of the platform 106 that is a movable part increases, and a large drive device is required, resulting in an increase in size.
  • the base 104 is configured to be movable in the XY direction, but the base 104 rotates (Yaw motion) around the Z axis (vertical axis). It has a structure that can not. For this reason, since it is necessary to reproduce all the operations required when the transportation device is turning on the 6-degree-of-freedom platform of the movable part, the platform further increases in size.
  • the driving simulation test apparatus 100 of Patent Document 1 requires a large installation space and a driving device, and the cost increases. Further, it is impossible to reproduce high-frequency acceleration during the actual driving state, and it is impossible to simulate the driving state according to the actual driving operation of the operator.
  • the frequency range that can be reproduced is 1 to 3 Hz even though the mass of the platform 206 that is a movable part is large, and vibration cannot be suppressed at a high frequency, so a heavier base Is required.
  • the driving simulator 200 of Patent Document 2 requires a highly accurate slip surface as the surface of the slip surface 210, which increases the cost.
  • a substantially heptagonal sliding floor 312 is provided in a top view, and the upper surface of the sliding floor 312 is arranged in the XY direction as will be described later.
  • a substantially triangular base plate 314 is arranged in a top view so as to be movable and freely movable so as to be rotatable (Yaw motion) around the Z axis.
  • a motion coupling mechanism 316 is provided, and a platform 318 that constitutes a substantially triangular movable portion in top view is coupled by the motion coupling mechanism 316.
  • the platform 318 is configured by a so-called truss structure pipe for weight reduction.
  • the motion coupling mechanism 316 adopts a 6-degree-of-freedom parallel mechanism called a “Stuart platform (also called a hexapod)” in this embodiment, and is connected in parallel. It is composed of links 316a to 316f that expand and contract.
  • the platform 318 can move in the XYZ directions, and can move around the X axis (Roll), Y. It is configured to be freely movable so that it can rotate around the axis (Pitch) and around the Z axis (Yaw motion).
  • a driven part including a cockpit, a half car model, and the like is provided.
  • a plurality of air bearing units 332 are provided on the lower surface of the base plate 314 so as to face the upper surface of the sliding floor 312. That is, as shown in FIG. And formed at three corners of the base plate 314.
  • the air bearing unit 332 has two air bearings 334 arranged on the lower surface of the base plate 314 so as to be opposed to the upper surface of the sliding floor 312 and spaced apart from each other. I have.
  • the air bearing unit 332 configured in this manner is not illustrated in the operation state where the air pressure of the air bearing 334 is high, but the base plate 314 is floated by the air pressure of the air bearing 334, and the air between the upper surface of the sliding floor 312 is not shown. Layers can be made.
  • the platform 318 coupled to the base plate 314 by the motion coupling mechanism 316 can move on the upper surface of the sliding floor 312 with a minimum frictional force.
  • a magnetizing device 340 capable of changing the magnetizing force on the sliding floor 312 is provided on the lower surface of the base plate 314 and on the upper surface of the sliding floor 312. It is arranged to face each other.
  • the air bearing unit 332 is configured to have a strong magnetizing force on the sliding floor 312 of the magnetizing device 340 in an operating state in which the air pressure of the air bearing 334 is high.
  • the magnetic force (magnetization force) by the magnetizing apparatus 340 and the weight of the platform 318 are combined, and the air bearing 334 is preloaded in the vertical direction, and the vertical reaction force / Responsible for moments, enabling stable simulation and testing.
  • the platform 318 is light in weight, high in rigidity, and capable of realizing stable movement with a light base, and can be simulated up to a high frequency with a small amount of power and a small space.
  • the base plate 314 can be moved freely so that the upper surface of the sliding floor 312 can move in the XY directions and can rotate around the Z axis (Yaw motion).
  • a moving mechanism 350 is connected.
  • the moving mechanism 350 includes three moving drive devices 352a, 352b, which are composed of three piston cylinder mechanisms arranged so that the center angle ⁇ is separated from each other by an angle of 120 °. 352c.
  • the movement driving devices 352a, 352b, 352c In the state of FIG. 20, that is, when the base plate 314 is substantially at the center position on the upper surface of the sliding floor 312 in the top view, the movement driving devices 352a, 352b, 352c , Three fixing brackets 354 a, 354 b, 354 c each having a base end portion fixed along the large circular circle D so as to be spaced apart from each other by a central angle ⁇ of 120 ° to the upper surface of the sliding floor 312. Are pivotally connected by pivots 356a, 356b, 356c.
  • the extension line at the tip of the pistons 358a, 358b, 358c slides in the state shown in FIG. 20, that is, in the top view, as shown by the one-dot chain line in FIG.
  • the extension line at the tip of the pistons 358 a, 358 b, 358 c is arranged at a position toward the center O of the base plate 314 when it is substantially at the center position on the upper surface of the floor 312 (when it is in the initial position state).
  • the tips of the pistons 358a, 358b, and 358c are arranged at the three corners of the base plate 314, respectively.
  • the angle and speed range in the Yaw direction are small, the torque in the Yaw direction is small, the acceleration range is small, and the necessary space is large.
  • the base plate 314 when the base plate 314 is moved in the Yaw direction from the state shown in FIG. 20, that is, in the top view, the base plate 314 is substantially at the center position on the top surface of the sliding floor 312 (the initial position state). Since no torque can be generated, movement in the Yaw direction is not possible.
  • the movement in the XY direction can be performed, but the movement in the Yaw direction is limited. In particular, since the torque in the Yaw direction is not generated at the initial position, the movement is performed only in the XY direction.
  • the object of the present invention is to provide a test apparatus capable of simulating a driving state according to an actual driving operation of an operator and testing an acceleration or the like according to the actual driving state.
  • the object of the present invention is that the angle and speed range in the Yaw direction are large, the torque in the Yaw direction is large, the acceleration range is large, and the required space is small, and simulation is possible with small power and small space. It is an object to provide a simple test apparatus.
  • the object of the present invention is that the weight of the base plate on which the structure to be tested, which is a moving part, is placed is light and rigid, and that a stable movement can be realized with a light base, which is high with small power and small space.
  • An object of the present invention is to provide an inexpensive and compact test apparatus capable of testing up to a frequency.
  • test apparatus of the present invention comprises: A test device for simulating the driving state according to the driving operation of the operator, A base plate that can be moved in the XY direction by air bearings on the sliding floor, and can be freely moved so that it can rotate around the Z axis; A platform connected to the base plate by a motion connecting mechanism and provided with a driven part; The base plate is connected to a moving mechanism that can move in the XY direction on the upper surface of the sliding floor and can freely move so as to rotate around the Z axis.
  • the center angle ⁇ forms a 120 ° with each other along the circular circle C. It is pivotally connected on the base plate, The extension line of the tip of the moving mechanism is provided so as to be in contact with the circular circle C or at an angle close to that in contact with the circular circle C when in the initial position state. .
  • a platform provided with a driven part such as a vehicle model is connected to the base plate by a motion connecting mechanism that performs positioning with six degrees of freedom.
  • the base plate is arranged so as to be freely movable so as to be able to move in the XY direction on the sliding floor by an air bearing and to rotate around the Z axis (Yaw motion).
  • the base plate floats due to the air pressure of the air bearing, and an air layer is formed between the base plate and the platform connected to the base plate by the motion connection mechanism, and the platform can move on the slide floor with a minimum frictional force.
  • the driving state according to the actual driving operation of the operator can be simulated with a small power and a small space, and the acceleration according to the actual driving state can be tested.
  • the center angle ⁇ forms a mutual 120 ° along the circular circle C.
  • the extension line of the distal end of the moving mechanism is in contact with the circular circle C or close to the state in contact with the circular circle C when the extension line of the moving mechanism is in the initial position. It is provided to become.
  • a test apparatus which can perform simulation with a small angle and a small space, with a small angle and speed in the Yaw direction, a large torque in the Yaw direction, a large acceleration range, and less space required. be able to.
  • the moving mechanism is in contact with the circular circle C or close to the circular circle C when the base plate is substantially at the center position on the upper surface of the sliding floor in top view. Since it is provided so as to have an angle, it is possible to reduce the necessary speed and acceleration of the vibrator when rotating around the Z axis (Yaw motion).
  • the moving mechanism when the extension line at the tip of the moving mechanism is in a substantially center position on the upper surface of the sliding floor in the top view (when in the initial position state), the moving mechanism is in contact with the circular circle C.
  • an angle close to the state in contact with the circular circle C is provided, and the extension line at the tip of the moving mechanism is shifted from the center O of the base plate 14.
  • the diameter of the circular circle C is relatively small, the stroke and speed of the moving mechanism that is an actuator necessary for the Yaw motion is reduced, and a higher performance simulator becomes possible.
  • the acceleration of the moving mechanism that is an actuator is also reduced, the torque required as the equivalent mass of the actuator is reduced, the torque in the Yaw direction to the base plate is increased, and the efficiency is improved.
  • the moving mechanism which is an actuator
  • the moving mechanism is arranged at such an angle that the distance between the axis of the moving mechanism, which is an actuator, and the rotation center can be increased, and the operating range of the moving mechanism is maximized.
  • the magnetic force (magnetizing force) by the magnetizing device and the weight of the platform are combined, so that the air bearing is preloaded in the vertical direction, and the vertical reaction force / moment is taken into account, enabling stable simulation and testing.
  • the platform is light in weight, rigid and stable with a light base, enabling simulation and testing up to high frequencies with small power and small space.
  • the state is detected by the pressure sensor and the test apparatus is stopped, but the base plate moves a certain distance until the stop due to the influence of inertia.
  • the magnetizing force of the magnetizing apparatus on the sliding floor is weak, the magnetic force does not act, the frictional force can be reduced, the wear can be reduced, and the maintenance cycle of the test apparatus can be extended.
  • test apparatus of the present invention is characterized in that the magnetic adhesion device is configured to be able to be separated from and connected to a sliding floor, and the strength of the magnetic adhesion force to the sliding floor is configured to be switchable.
  • test apparatus of the present invention is characterized in that the magnetizing apparatus includes a magnet member configured to be able to be separated from and attached to the sliding floor.
  • the magnetic force suitable for the test apparatus can be adjusted by adjusting the gap between the magnet member and the sliding floor.
  • the device is stopped when the air pressure of the air bearing is low, but the base plate moves a certain distance until it stops due to inertia.
  • the magnet member which is a magnetizing device, moves in a direction away from the sliding floor, so that the magnetizing force on the sliding floor becomes weak, so that the magnetic force does not act, and between the sliding floor and the magnet member Since the distance is separated, the frictional force can be reduced, the wear can be reduced, and the maintenance cycle of the test apparatus can be extended.
  • test apparatus of the present invention is characterized in that the magnet member is composed of a permanent magnet.
  • the magnet member is composed of a permanent magnet
  • an inexpensive permanent magnet can be used as the magnet member of the magnetizing apparatus, and the cost can be reduced.
  • no power is required to generate a magnetic force, energy consumption is reduced.
  • the magnetizing apparatus can include a magnet member composed of an electromagnet.
  • the magnitude of the magnetic force can be changed by changing the magnitude of the current to the electromagnet, and the control becomes easy.
  • the magnet member is composed of a plurality of magnet members, and these magnet members are arranged so that the directions of the poles are perpendicular to each other. .
  • the magnet members are arranged so that the directions of the poles are perpendicular to each other, the resistance due to the eddy current in each movement direction (XY direction, Yaw rotation) can be made the same. Accurate, simulation and testing can be carried out.
  • a plurality of air bearings are provided on the lower surface of the base plate via a spherical seat, A plurality of magnetizing devices are provided corresponding to the plurality of air bearings.
  • the entire base plate is even, and the air pressure of the air bearing causes the base plate to float and create an air layer between it and the sliding floor.
  • the platform connected to the base plate by the motion connecting mechanism can move on the sliding floor with a minimum frictional force.
  • the preload state in the vertical direction of the air bearing in which the magnetic force (magnetizing force) by the magnetizing device and the weight of the platform are combined It becomes uniform over the entire base plate and handles reaction forces and moments in the vertical direction, enabling more stable simulations and tests.
  • test apparatus is characterized in that a friction reducing process is performed on at least one of the surface of the air bearing facing the sliding floor or the upper surface of the sliding floor.
  • polytetrafluoroethylene resin PTFE
  • tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin PFA
  • tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin FEP
  • polychlorotriethylene Fluoroethylene copolymer resin tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer resin
  • polyvinylidene fluoride resin polyvinyl fluoride resin
  • tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl Paste a sheet made of fluorine resin such as “vinyl ether copolymer resin”, polyimide resin (PI), polyamide 6 resin (PA6), polyamideimide resin (PAI), peak resin (PEEK), etc.
  • PI polyimide resin
  • PA6 polyamide 6 resin
  • PAI polyamideimide resin
  • PEEK peak resin
  • a platform provided with a driven part such as a vehicle model is connected to the base plate by, for example, a motion connecting mechanism that performs positioning with six degrees of freedom.
  • the base plate is arranged to be freely movable so that it can be moved in the XY direction and rotated around the Z axis (Yaw motion) by an air bearing connected via a spherical seat on the sliding floor. ing.
  • the base plate floats due to the air pressure of the air bearing, and an air layer is formed between the base plate and the platform connected to the base plate by the motion connection mechanism, and the platform can move on the slide floor with a minimum frictional force.
  • the driving state according to the actual driving operation of the operator can be simulated with a small power and a small space, and the acceleration according to the actual driving state can be tested.
  • the center angle ⁇ forms a mutual 120 ° along the circular circle C.
  • the extension line of the distal end of the moving mechanism is in contact with the circular circle C or close to the state in contact with the circular circle C when the extension line of the moving mechanism is in the initial position. It is provided to become.
  • a simulation apparatus capable of performing simulation with a large angle and speed range in the Yaw direction, a large torque in the Yaw direction, a large acceleration range, and a small space required, and a small power and a small space. be able to.
  • FIG. 1 is a top view of a test apparatus to which the test apparatus of the present invention is applied as a simulation apparatus.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 3 is a front view seen from the direction A of FIG.
  • FIG. 4 is a view obtained by rotating the side view of FIG. 1 viewed from the direction B to the right by 90 degrees.
  • FIG. 5 is a top view of the base plate portion of FIG.
  • FIG. 6 is a top view in which a part of the motion coupling mechanism of the base plate portion is omitted in FIG.
  • FIG. 7 is a view obtained by rotating the rear view of FIG. 6 right by 180 degrees.
  • FIG. 8 is a view obtained by rotating the side view in the C direction of FIG. 6 to the right by 90 degrees.
  • FIG. 1 is a top view of a test apparatus to which the test apparatus of the present invention is applied as a simulation apparatus.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 9 is an enlarged view of an operating state in which the air pressure of the air bearing and the magnetic bonding apparatus in FIG. 7 is high.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a non-actuated state in which the air pressure of the air bearing and the air bearing unit in FIG. 7 is low.
  • FIG. 11 is a top view of a portion of the air bearing and magnetizing apparatus of FIG.
  • FIG. 12 is a top view illustrating a state in which the base plate rotates on the sliding floor in the XY direction and around the Z axis.
  • FIG. 13 is a top view for explaining a state in which the base plate rotates on the sliding floor around the Z axis in the XY direction.
  • FIG. 14 is a top view for explaining a state in which the base plate rotates on the sliding floor around the Z axis in the XY direction.
  • FIG. 15 is a top view for explaining a state in which the base plate rotates on the sliding floor in the XY direction and around the Z axis.
  • FIG. 16 is a top view for explaining a state in which the base plate rotates on the sliding floor in the XY direction and around the Z axis.
  • FIG. 17 is a top view similar to FIG. 1 of a simulation apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view of a conventional driving simulation test apparatus 100.
  • FIG. 19 is a partially enlarged side view of a conventional driving simulator 200.
  • FIG. 20 is a top view of the simulation apparatus for explaining the problem of the simulation apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 is a top view of a test apparatus to which the test apparatus of the present invention is applied as a simulation apparatus
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a front view as viewed from the direction A in FIG. 1 is a diagram in which the side view viewed from the direction B in FIG. 1 is rotated 90 degrees to the right
  • FIG. 5 is a top view of the base plate portion in FIG. 1
  • FIG. 6 is a part of the motion coupling mechanism of the base plate portion in FIG. 7 is a diagram obtained by rotating the rear view of FIG. 6 to the right by 180 degrees
  • FIG. 8 is a diagram in which the side view in the direction C of FIG. 6 is rotated by 90 degrees to the right
  • FIG. 10 is an enlarged view of an operating state in which the air pressure of the air bearing and the magnetizing apparatus is high, and FIG. 10 is a non-operating state in which the air pressure of the air bearing and the magnetizing apparatus is low in FIG.
  • FIG. 11 is an enlarged view
  • FIG. 11 is a top view of the air bearing and magnetizing apparatus portion of FIG. 2 to 16
  • the base plate is slid on the floor
  • X-Y-direction is a top view illustrating a state of rotational movement about the Z axis.
  • reference numeral 10 indicates a test apparatus to which the test apparatus of the present invention is applied as a simulation apparatus as a whole.
  • test apparatus 10 of this embodiment as shown in FIG. 1, an embodiment applied to a test apparatus for simulating a driving state in accordance with an operator's driving operation is shown.
  • an automobile is illustrated as an example of a vehicle device.
  • a screen or the like is provided around the test apparatus 10 as necessary, and the driving state is visually simulated according to the driving operation of the operator S. It is configured to be able to. Therefore, for example, when only a test such as an acceleration test is performed, such a screen may not be provided.
  • the test apparatus 10 of the present invention includes a sliding floor 12, and the upper surface of the sliding floor 12 can move in the XY direction, as will be described later.
  • a substantially triangular base plate 14 is disposed in a top view so as to be freely movable so that it can rotate around the Z axis (Yaw motion).
  • the base plate 14 is provided with a motion connecting mechanism 16, and the motion connecting mechanism 16 connects a platform 18 constituting a substantially triangular movable part in a top view. Yes.
  • the platform 18 is constituted by a so-called truss-structured pipe for weight reduction.
  • the motion connecting mechanism 16 employs a 6-degree-of-freedom parallel mechanism called “Stewart platform (also called a hexapod)”, and is connected in parallel.
  • Step platform also called a hexapod
  • the six links 16a to 16f that expand and contract are formed.
  • the platform 18 can move in the X, Y, and Z directions, and around the X axis (Roll) and Y It is configured to be freely movable so that it can rotate around the axis (Pitch) and around the Z axis (Yaw motion).
  • each of the links 16a to 16f has a structure in which the piston / cylinder mechanism is operated to expand and contract by operating electric or hydraulic (the figure shows an example of electricity) driving devices 20a to 20f. Further, as shown in FIG. 7, the lower ends of these links 16a to 16f are respectively connected to brackets 24a to 24f formed at three corners of the base plate 14 via pivot shafts 22a to 22f. It is linked movably.
  • a driven part that constitutes a transportation device such as a cockpit, a half car model, etc., in this embodiment, a vehicle of an automobile 30 is provided. Except for FIGS. 3 to 4, the driven part (vehicle) 30 is omitted for convenience of explanation.
  • a plurality of air bearing units 32 are provided on the lower surface of the base plate 14 so as to face the upper surface of the sliding floor 12, that is, in this embodiment. Then, as shown in FIGS. 5 to 6, the base plate 14 is formed at three corners.
  • the air bearing unit 32 is arranged on the lower surface of the base plate 14 so as to be opposed to the upper surface of the sliding floor 12 and spaced apart by a predetermined distance.
  • a single air bearing 34 is provided.
  • Each of these air bearings 34 is mounted on a spherical seat 36 fixed to the lower surface of the base plate 14 so as to be freely rotatable by a mounting portion 38. Absorbs errors in the surface accuracy of the sliding floor 12 and the parallelism of the mounting portion.
  • a magnetizing device 40 capable of changing the magnetizing force on the sliding floor is provided on the lower surface of the base plate 14 and on the upper surface of the sliding floor 12. It arrange
  • the magnetic adhesion apparatus 40 includes a piston cylinder mechanism 42, and a base plate 46 is fixed to the lower end of the piston 44 of the piston cylinder mechanism 42.
  • a magnet member 48 made of, for example, a permanent magnet is disposed on the lower surface of the base plate 46.
  • the magnet member 48 is comprised from a permanent magnet in this way, an inexpensive permanent magnet can be used as the magnet member 48 of the magnetizing apparatus 40, cost can be reduced, and power can be reduced. It is not necessary and energy saving effect can be expected.
  • spring members 45 are interposed between the base plate 46 and the flanges 41a at the base end portions of the four guide members 41 provided around the piston 44, respectively.
  • the air bearing unit 32 configured in this manner is not shown in an operation state in which the air pressure of the air bearing 34 is high, the base plate 14 is floated by the air pressure of the air bearing 34, and the air between the upper surface of the sliding floor 12 is not shown. Layers can be made.
  • the platform 18 connected to the base plate 14 by the motion connecting mechanism 16 can move on the upper surface of the sliding floor 12 with a minimum frictional force.
  • the preload state becomes uniform over the entire base plate 14 and takes up reaction forces and moments in the vertical direction, enabling more stable simulation and testing.
  • the air bearing unit 32 is configured so that the magnetizing force of the magnetizing device 40 on the sliding floor 12 is strong when the air pressure of the air bearing 34 is high.
  • the base plate 46 fixed to the lower end of the piston 44 moves downward toward the upper surface of the sliding floor 12.
  • the distance between the magnet member 48 disposed on the lower surface of the base plate 46 and the upper surface of the sliding floor 12 becomes closer, and the magnetic adhesion force of the magnetic deposition apparatus 40 to the sliding floor 12 becomes strong.
  • the load capacity in the vertical direction of the platform 18 can be increased by preloading with the air bearing 34 and the magnetizing device 40.
  • the magnetic force (magnetization force) by the magnetizing device 40 and the weight of the platform 18 are combined, and the air bearing 34 is preloaded in the vertical direction, and is responsible for the vertical reaction force / moment, enabling stable simulation and testing. It becomes.
  • the weight of the platform 18 is light, the rigidity is high, and a stable motion can be realized with a light base, and simulation up to a high frequency is possible with a small power and a small space.
  • the number of air bearings 34, the number of magnetizing devices 40, the arrangement position on the base plate 14 and the like are not particularly limited and can be changed as appropriate.
  • the air bearing unit 32 is configured such that when the air pressure of the air bearing 34 is low and in an inoperative state, the magnetizing force of the magnetizing apparatus 40 on the sliding floor 12 is weak.
  • the base plate 46 fixed to the lower end of the piston 44 moves upward in a direction away from the upper surface of the sliding floor 12.
  • the distance between the magnet member 48 arranged on the lower surface of the base plate 46 and the upper surface of the sliding floor 12 is increased, and the magnetic adhesion force of the magnetic deposition apparatus 40 to the sliding floor 12 is weakened.
  • the pressure sensor detects the state and the test apparatus 10 is stopped. However, due to inertia, the base plate 14 moves a certain distance until the stop. Become.
  • the magnetizing force of the magnetizing apparatus 40 on the sliding floor 12 is weak, that is, in this embodiment, the distance between the magnet member 48 arranged on the lower surface of the base plate 46 and the upper surface of the sliding floor 12 is as follows.
  • the magnetic force does not act, the friction force between the magnet member 48 and the upper surface of the sliding floor 12 can be reduced, the wear can be reduced, and the maintenance cycle of the test apparatus 10 can be lengthened.
  • the friction reduction process may be performed on at least one surface of the surface facing the sliding floor 12 of the air bearing 34 or the upper surface of the sliding floor 12.
  • FIG. 7 shows a state where the friction reduction process 11 is performed on the upper surface of the sliding floor 12.
  • polytetrafluoroethylene resin PTFE
  • tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin PFA
  • tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin FEP
  • polychlorotriethylene Fluoroethylene copolymer resin tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer resin
  • polyvinylidene fluoride resin polyvinyl fluoride resin
  • tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl Paste a sheet made of fluorine resin such as “vinyl ether copolymer resin”, polyimide resin (PI), polyamide 6 resin (PA6), polyamideimide resin (PAI), peak resin (PEEK), etc.
  • PI polyimide resin
  • PA6 polyamide 6 resin
  • PAI polyamideimide resin
  • PEEK peak resin
  • the air bearing 34 can be prevented from being damaged even if the air bearing 34 and the upper surface of the sliding floor 12 are slightly in contact with each other. Since the accuracy of the surface of the upper surface of the floor 12 can be somewhat lowered, the cost can be reduced.
  • the magnet member 48 arranged on the lower surface of the base plate 46 of the magnetizing apparatus 40 includes a plurality of magnet members 48, and these magnet members 48 are You may arrange
  • the magnet members 48 are arranged so that the directions of the poles are perpendicular to each other, the resistance due to the eddy current in each motion direction (XY direction, Yaw rotation) can be made the same. And perform accurate simulations and tests.
  • the base plate 14 can be freely moved so that the upper surface of the sliding floor 12 can be moved in the XY direction and can be rotated around the Z axis (Yaw motion).
  • An enabling moving mechanism 50 is connected.
  • the moving mechanism 50 includes moving drive devices 52a, 52b composed of three piston cylinder mechanisms arranged so that the center angle ⁇ is separated from each other by an angle of 120 °. 52c.
  • Each of these movement drive devices 52a, 52b, 52c has three fixed brackets 54a, the base ends of which are fixed to the upper surface of the sliding floor 12 so that the center angle ⁇ is separated from each other by an angle of 120 °.
  • 54b and 54c are pivotally connected by pivots 56a, 56b and 56c.
  • the movement driving devices 52a, 52b, and 52c have the tips of the pistons 58a, 58b, and 58c in the state shown in FIG. 1, that is, in a top view, as shown by the dotted lines in FIG. Are provided on the base plate 14 so that the center angles ⁇ form 120 ° to each other along the circular circle C when they are substantially at the center position on the upper surface of the sliding floor 12 (in the initial position state).
  • the three fixed brackets 60a, 60b, and 60c are rotatably connected by pivots 62a, 62b, and 62c.
  • extension lines at the ends of the pistons 58a, 58b, and 58c are substantially the same as the upper surface of the sliding floor 12 in the state of FIG.
  • the pistons 58a, 58b, 58c are provided so as to be in contact with the circular circle C or at an angle close to that in contact with the circular circle C when in the center position (when in the initial position state).
  • movement drive devices 52a, 52b, and 52c are respectively provided with electric or hydraulic (the figure shows an example of electricity) drive devices 64a, 64b, and 64c for operating the piston / cylinder mechanism at their base end portions. ing.
  • the moving mechanism 50 configured as described above is controlled by a control device (not shown) according to the driving operation of the operator S, and the base plate 14 is operated by the air pressure of the air bearing 34 in an operating state where the air pressure of the air bearing 34 is high. Floats and an air layer is formed between the upper surface of the sliding floor 12 and the magnetic adhesion force of the magnetic deposition apparatus 40 to the sliding floor 12 becomes strong, resulting in a preload state.
  • the base plate 14 can move in the XY direction from the state where the base plate 14 shown in FIG. It is configured to be freely movable so that it can rotate around the axis (Yaw motion).
  • the pistons 58a, 58b, and 58c are in contact with the circular circle C in the state shown in FIG. 1, that is, when the base plate 14 is substantially at the center position on the upper surface of the sliding floor 12 in the top view. Or, it is provided so as to have an angle close to the state in contact with the circular circle C, so that the necessary speed and acceleration of the vibrator are reduced when rotating around the Z axis (Yaw motion). Can do.
  • the extension lines at the tips of the pistons 58a, 58b, and 58c are in the state shown in FIG. 1, that is, as viewed from above, that is, the base plate 14 is substantially at the center position on the upper surface of the sliding floor 12, as shown by the one-dot chain line in FIG.
  • the pistons 58a, 58b, 58c are provided so as to be in contact with the circular circle C or at an angle close to the state of contact with the circular circle C when the pistons 58a, 58b, 58c are in the initial position state.
  • the extension line of the tip of the base plate 14 is shifted from the center O of the base plate 14.
  • the base plate 14 when the base plate 14 is moved from the state shown in FIG. 1, that is, from the state where the base plate 14 is substantially at the center position on the upper surface of the sliding floor 12 (the state where the base plate 14 is in the initial position state), the base plate 14 is moved with necessary torque. Can do.
  • the distance between the axis of the piston cylinder mechanism of the movement drive devices 52a, 52b, and 52c, which are actuators, and the rotation center can be increased, and the operation range of the movement drive devices 52a, 52b, and 52c is maximized.
  • the movement drive devices 52a, 52b and 52c, which are actuators, are arranged.
  • the space required for mounting the moving drive devices 52a, 52b, and 52c, which are actuators, is reduced, and the test apparatus 10 can be downsized.
  • the piston cylinder mechanism of the movement drive devices 52a, 52b, 52c which are actuators, is installed on the base plate 14 to prevent interference generated in the movement drive devices 52a, 52b, 52c with a limit switch. You can also.
  • FIG. 17 is a top view similar to FIG. 1 of a test apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the test apparatus 10 of this embodiment has basically the same configuration as that of the test apparatus 10 shown in the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same components, and a detailed description thereof will be given. Omitted.
  • the movement drive devices 52a, 52b, and 52c have the pistons 58a, 58b, and 58c, as shown by the dotted lines in FIG.
  • the three fixing brackets 60a, 60b, 60c provided on the base plate 14 are pivoted by pivots 62a, 62b, 62c so as to form a central angle ⁇ of 120 ° with each other. It is linked movably.
  • extension lines at the ends of the pistons 58a, 58b, 58c are substantially the same as the top surface of the sliding floor 12 in the state of FIG.
  • the pistons 58a, 58b, and 58c are provided so as to be in contact with the circular circle E when in the center position (when in the initial position state).
  • the angle and speed range in the Yaw direction are small compared to the test apparatus 10 of Example 1, and the necessary torque is large, but a large torque in the Yaw direction can be obtained.
  • the simulation apparatus 300 shown in FIG. 20 the movement in the Yaw direction is possible, and it can be used with smaller power and less space. Therefore, in the test apparatus 10 of the present invention, it may be appropriately changed according to the purpose and use of the test apparatus 10, and the size of the circular circle C (E) is not limited at all.
  • the present invention is not limited to this, and in the above-described embodiment, as the motion coupling mechanism 16, a so-called “Stewart platform (also referred to as a hexapod)” is used. Although a 6-degree-of-freedom parallel mechanism called “is employed, other motion coupling mechanisms 16 may be employed.
  • Step platform also referred to as a hexapod
  • 6-degree-of-freedom parallel mechanism is employed, other motion coupling mechanisms 16 may be employed.
  • the magnetic attachment apparatus 40 is provided with the magnet member 48 comprised from an electromagnet. May be.
  • the magnetizing apparatus 40 is composed of an electromagnet
  • the magnitude of the magnetic force can be changed by changing the magnitude of the current to the electromagnet, and control is easy. Become.
  • the present invention applies external force to, for example, transportation equipment such as automobiles, motorcycles, trains, airplanes, ships, structures such as bridges, buildings, houses, buildings, and structures under test such as these parts. It can be applied to test equipment for performing various tests such as loading tests performed in addition, vibration tests performed by applying vibration, and simulation tests such as driving conditions according to the driving operation of the operator. .
  • Test apparatus 12 Sliding floor 14 Base plate 16 Motion connection mechanism 16a-16f Link 18 Platform 20a-20f Drive apparatus 22a-22f Pivot shaft 24a-24f Bracket 26a-26f Pivot shaft 28a-28f Support part 30 Vehicle (driven part) 32 Air bearing unit 34 Air bearing 36 Spherical seat 38 Mounting portion 40 Magnetic attachment device 41 Guide member 41a Flange 42 Piston cylinder mechanism 44 Piston 45 Spring member 46 Base plate 48 Magnet member 50 Moving mechanisms 52a to 52c Moving drive devices 54a to 54c Fixed Brackets 56a to 56c Pivots 58a to 58c Pistons 60a to 60c Fixed brackets 62a to 62c Pivots 64a to 64c Driving device 100 Operation simulation test device 102 Motion coupling mechanism 104 Base 106 Platform 108 Dome 110 X-axis direction rail 112 Y-axis direction rail 200 Operation Simulator 202 Motion coupling mechanism 204 Base 206 Platform 208 Dome 210 Sliding surface 212

Abstract

（課題）Ｙａｗ方向の角度、速度範囲が大きく、Ｙａｗ方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションが可能なシミュレーション装置を提供する。 （解決手段）ベースプレート１４には、すべり床の上面を、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構５０が連結され、移動機構５０が、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルＣに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート１４上に回動可能に連結されているとともに、移動機構５０の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられている。

Description

試験装置
　本発明は、例えば、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器や、橋梁・ビル・住宅・建築物などの構造物や、これらの部品などの被試験構造物（以下、これらを総称して、単に「被試験構造物」と言う）に対して、外力を付加して行う載荷試験や、振動を与えて行う加振試験や、操作者の運転操作に応じた運転状態などのシミュレーション試験などの各種の試験（以下、これらを総称して、単に「試験」と言う）を行うための試験装置に関する。
　従来、このような試験装置としては、これらの被試験構造物の研究開発を目的とする加振試験装置や載荷試験装置がある。また、運輸機器の研究開発や、運転者の運転能力の向上などを目的として、操作者の運転操作に応じた運転状態などをシミュレーションするための運転シミュレーション装置(以下、単に「運転シミュレータ」とも言う)がある。
　このような試験装置のうち、運転シミュレーション装置を例に説明する。運転シミュレーション装置は、例えば、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム（ヘキサポッドとも呼ばれる）」と呼ばれる６自由度パラレルメカニズムを採用し、並列に連結された６本の伸縮するリンクが協調して動作することにより、６自由度の位置決めを行う運動連結機構によって連結され、車両モデルなどの被運転部が設けられたプラットフォームを備えている。
　また、このようなパラレル６自由度プラットフォームは、運動可能範囲が限られるため、運輸機器の前進方向・横方向・旋回において比較的低い周波数で大振幅の動作を再現するため、平面上(Ｘ，Ｙ，Ｙａｗ方向)に移動できる機構の上に設置されるケースがある。
　これにより、操作者の運転操作に応じて、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の並進運動の他に、各軸回りの回転運動を加えた、すなわち、前後方向、左右方向、上下方向、ロール（Ｒｏｌｌ）、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）、ヨー（Ｙａｗ）の６種類の動きからなる６自由度のチルト運動を再現することによって、操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするように構成されている。
　比較的高い周波数で小振幅の動作は、スチュワート・プラットフォームにより再現され、比較的低い周波数で大振幅の動作は、平面移動機構により再現される。
　このように構成される従来の運転シミュレーション装置として、例えば、特許文献１（特許第４７３６５９２号公報）に開示される運転模擬試験装置が提案されている。
　この運転模擬試験装置１００では、図１８に示したように、６自由度の位置決めを行う運動連結機構１０２によって、ベース１０４に連結されたプラットフォーム１０６上に、車両モデルを備えたドーム１０８が設けられている。
　そして、Ｘ軸方向に配置された複数のＸ軸方向レール１１０と、Ｘ軸方向レール１１０上をＸ軸方向に移動可能で、Ｙ軸方向に配置された一対のＹ軸方向レール１１２とを備えている。このＹ軸方向レール１１２上を、Ｙ軸方向に移動可能にベース１０４が配置されている。
　これによって、いわゆる「リニアガイド」（Linear Guide）を構成しており、車両モデルを備えたドーム１０８が、Ｘ－Ｙ方向に移動できるように構成されている。
　また、特許文献２（特許第３９１５１２２号公報）には、図１９に示したように、運転シミュレータ２００が開示されている。
　この運転シミュレータ２００では、図１９に示したように、６自由度の位置決めを行う運動連結機構２０２によって、ベース２０４に連結されたプラットフォーム２０６上に、車両モデルを備えたドーム２０８が設けられている。そして、ベース２０４の下面に、すべり面２１０に対峙するように、複数のエアベアリング２１２が設けられている。
　さらに、特許文献２の運転シミュレータ２００では、図１９には、図示しないリニアガイドからなるＸ軸方向移動装置によって、ベース２０４が、Ｘ軸方向に移動できるとともに、図示しないＹ軸方向移動装置によって、ベース２０４が、Ｙ軸方向に移動できるように構成されている。
　また、このような試験装置は、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器の研究開発や、運輸機器を運転する者の運転能力向上などを目的として、操作者の運転操作に応じた運転状態、加振試験、加速度試験などを模擬する運転シミュレータや、運転シミュレータの構成部として使用される。
特許第４７３６５９２号公報 特許第３９１５１２２号公報
　しかしながら、特許文献１の運転模擬試験装置１００では、相互に直交するＸ軸方向レール１１０とＹ軸方向レール１１２が必要であり、装置の設置スペースが大きく必要である。また、装置の高さが高くなり、可動部であるプラットフォーム１０６の質量が大きくなり、大きな駆動装置が必要となって大型化してしまうことになる。
　また、特許文献１の運転模擬試験装置１００では、ベース１０４がＸ－Ｙ方向に移動できるように構成されているが、ベース１０４がＺ軸（上下軸）の周りに回転（Ｙａｗ運動）することができない構造となっている。
　このため、運輸機器が旋回時必要な動作は、すべて可動部の６自由度プラットフォームで再現させる必要性があるため、プラットフォームがさらに大型化する。
　従って、特許文献１の運転模擬試験装置１００では、大きな設置スペースと駆動装置が必要で、コストが高くなる。また、実際の運転状態時の高い周波数の加速度の再現ができず、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることもできないことになる。
　一方、特許文献２の運転シミュレータ２００では、６自由度プラットフォームはエアベアリング２１２により支持され、上下方向が拘束されないので、振動を抑えるため、重たいベース２０４が必要であり、特許文献１の運転模擬試験装置１００と同様に、装置の設置スペースが大きく必要である。また、装置の高さが高くなり、可動部であるプラットフォーム２０６の質量が大きくなり、大きな駆動装置が必要となって大型化してしまうことになる。
　また、特許文献２の運転シミュレータ２００では、可動部であるプラットフォーム２０６の質量が大きいにもかかわらず、再現できる周波数範囲は１～３Ｈｚで、高い周波数では、振動を抑えきれなくなるので、もっと重たいベースが必要になる。実際の運転状態に応じた加速度などの試験のために、６自由度プラットフォームの上にさらに３自由度の機構を設ける必要があり、複雑で大型化する。
　さらに、特許文献２の運転シミュレータ２００では、すべり面２１０の表面として、非常に精度の高いすべり面が必要で、コストが高くつくことにもなる。
　このように特許文献１の運転模擬試験装置１００、特許文献２の運転シミュレータ２００のいずれの場合においても、大きな駆動装置が必要となって大型化してしまうことになり、高速で高周波の動作ができなくなる。
　このため、本発明者等は、図２０に示したシミュレーション装置３００を開発しており、本出願と同日付けで出願している。
　すなわち、このシミュレーション装置３００では、図２０に示したように、上面視で略７角形のすべり床３１２を備えており、このすべり床３１２の上面には、後述するように、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能に、上面視で略三角形のベースプレート３１４が配置されている。
　このベースプレート３１４上には、図２０に示したように、運動連結機構３１６を備えており、運動連結機構３１６によって、上面視で略三角形の可動部を構成するプラットフォーム３１８が連結されている。なお、図２０に示したように、プラットフォーム３１８は、軽量化のために、いわゆるトラス構造のパイプによって構成されている。
　図２０に示したように、運動連結機構３１６は、この実施例では、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム（ヘキサポッドとも呼ばれる）」と呼ばれる６自由度パラレルメカニズムを採用しており、並列に連結された６本の伸縮するリンク３１６ａ～３１６ｆから構成されている。
　そして、これらの６本の伸縮するリンク３１６ａ～３１６ｆが協調して動作することによって、図示しないが、プラットフォーム３１８が、Ｘ－Ｙ－Ｚ方向に移動できるとともに、Ｘ軸のまわり(Ｒｏｌｌ)、Ｙ軸のまわり(Ｐｉｔｃｈ)、Ｚ軸の周りに（Ｙａｗ運動）回転できるように自由に移動可能となるように構成されている。
　また、図示しないが、プラットフォーム３１８上には、コックピット、ハーフカーモデルなどからなる被運転部が設けられている。
　一方、図２０に示したように、ベースプレート３１４の下面には、すべり床３１２の上面に対して対峙するように、複数のエアベアリングユニット３３２が設けられている、すなわち、図２０に示したように、ベースプレート３１４の３か所の角部に形成されている。
　また、図２０に示したように、エアベアリングユニット３３２は、すべり床３１２の上面に対して対峙するように、ベースプレート３１４の下面に、一定間隔離間して配置された２個のエアベアリング３３４を備えている。
　このように構成されるエアベアリングユニット３３２は、エアベアリング３３４のエア圧力が高い作動状態では、図示しないが、エアベアリング３３４の空気圧により、ベースプレート３１４が浮き、すべり床３１２の上面との間にエア層ができるようになっている。
　これにより、ベースプレート３１４上に運動連結機構３１６によって連結されたプラットフォーム３１８が、すべり床３１２の上面を最小の摩擦力で移動することができるようになっている。
　そして、これらの２個のエアベアリング３３４の間に、図２０に示したように、すべり床３１２に対する磁着力を変更可能な磁着装置３４０が、ベースプレート３１４の下面に、すべり床３１２の上面に対して対峙するように配置されている。
　また、エアベアリングユニット３３２は、エアベアリング３３４のエア圧力が高い作動状態では、磁着装置３４０のすべり床３１２に対する磁着力が強い状態となるように構成されている。
　このように構成することによって、磁着装置３４０による磁力（磁着力）とプラットフォーム３１８の重量が合わさって、エアベアリング３３４の上下方向のプリーロード（Pre‐Load）状態となり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、安定したシミュレーションや試験が可能となる。
　その結果、プラットフォーム３１８の重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションが可能に構成されている。
　一方、図２０に示したように、ベースプレート３１４には、すべり床３１２の上面を、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能とする移動機構３５０が連結されている。
　すなわち、移動機構３５０は、図２０に示したように、相互に中心角度αが１２０°の角度で離間するように配置された３個のピストンシリンダー機構から構成される移動駆動装置３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃから構成されている。
　また、図２０の点線で示したように、図２０の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート３１４がすべり床３１２の上面の略中心位置にある際に、移動駆動装置３５２ａ、３５２ｂ、３５２ｃは、それぞれその基端部が、大きい円形サークルＤに沿って、すべり床３１２の上面に相互に中心角度αが１２０°の角度で離間するように固定された３個の固定ブラケット３５４ａ、３５４ｂ、３５４ｃに、ピボット３５６ａ、３５６ｂ、３５６ｃによって回動可能に連結されている。
　また、図２０に示したように、ピストン３５８ａ、３５８ｂ、３５８ｃの先端の延長線が、図２０の一点鎖線で示したように、図２０の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート３１４がすべり床３１２の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、ピストン３５８ａ、３５８ｂ、３５８ｃの先端の延長線がベースプレート３１４の中心Ｏに向かう位置に配置されている。
　すなわち、図２０に示したように、ピストン３５８ａ、３５８ｂ、３５８ｃの先端が、ベースプレート３１４の３個の角部にそれぞれ配置されている。
　しかしながら、このシミュレーション装置３００では、Ｙａｗ方向の角度、速度範囲が小さく、Ｙａｗ方向のトルクが小さく、加速度範囲が小さく、しかも、必要なスペースが大きくなってしまう。
　すなわち、このシミュレーション装置３００では、図２０の状態、すなわち、上面視で、ベースプレート３１４がすべり床３１２の上面の略中心位置にある状態（初期位置状態にある状態）からＹａｗ方向に移動させる際に、トルクが発生できないため、Ｙａｗ方向の移動ができない。
　従って、Ｘ-Ｙ方向の運動ができるが、Ｙａｗ方向の運動が制限され、特に、初期位置では、Ｙａｗ方向のトルクが発生しないため、Ｘ-Ｙ方向のみの運動となる。
　本発明は、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験ができる試験装置を提供することを目的とする。
　また、本発明の目的は、Ｙａｗ方向の角度、速度範囲が大きく、Ｙａｗ方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能な試験装置を提供することを目的とするものである。
　さらに、本発明の目的は、可動部である被試験構造物を載置したベースプレートの重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までの試験が可能な、安価でコンパクトな試験装置を提供することを目的とするものである。
　本発明は、前述した従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の試験装置は、
　操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置であって、
　すべり床上をエアベアリングによって、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転できるように自由に移動可能に配置されたベースプレートと、
　前記ベースプレート上に、運動連結機構によって連結され、被運転部が設けられたプラットフォームとを備え、
　前記ベースプレートには、すべり床の上面を、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構が連結され、
　前記移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルＣに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、
　前記移動機構の先端の延長線が、前記初期位置状態にある際に、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられていることを特徴とする。
　このように構成することによって、例えば、車両モデルなどの被運転部が設けられたプラットフォームが、６自由度の位置決めを行う運動連結機構によってベースプレートに連結されている。そして、このベースプレートが、すべり床上をエアベアリングによって、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能に配置されている。
　これにより、エアベアリングの空気圧により、ベースプレートが浮き、すべり床との間にエア層ができ、ベースプレート上に運動連結機構によって連結されたプラットフォームが、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。
　従って、小さい動力と少ないスペースで、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験ができる。
　さらに、移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルＣに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、移動機構の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられている。
　従って、Ｙａｗ方向の角度、速度範囲が大きく、Ｙａｗ方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能な試験装置を提供することができる。
　すなわち、このように構成することによって、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある際に、移動機構が、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられているので、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）の際に、必要な加振機の速度、加速度を小さくすることができる。
　また、移動機構の先端の延長線が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、移動機構が、円形サークルＣに接するようか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられ、移動機構の先端の延長線がベースプレート１４の中心Ｏからずれた位置になっている。
　これにより、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある状態（初期位置状態にある状態）から移動させる際に、必要なトルクで移動させることができる。
　また、円形サークルＣの直径が比較的小さいため、Ｙａｗ運動の際に必要な、アクチュエータである移動機構のストロークと速度が小さくなり、よりハイパフォーマンスのシミュレータが可能になる。
　さらに、アクチュエータである移動機構の加速度も小さくなるので、アクチュエータの等価質量として必要なトルクが減り、ベースプレートへのＹａｗ方向のトルクが増え、効率が良くなる。
　また、アクチュエータである移動機構の軸線と、回転中心の距離を大きく取れ、しかも、移動機構の動作範囲が最大になるような角度で、アクチュエータである移動機構を配置している。
　従って、アクチュエータである移動機構を取り付けるのに必要なスペースが小さくなり、シミュレーション装置を小型化することができる。
　さらに、Ｘ－Ｙ方向の移動、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）による複合運動の可動範囲が大きくなる。
　また、アクチュエータである移動機構を、ベースプレート上に設置することにより、移動機構において発生する干渉をリミットスイッチで防止することもできる。
　このように構成することによって、ベースプレートの下面にすべり床に対して対峙するように配置され、すべり床に対する磁着力を変更可能な磁着装置を備えており、エアベアリングのエア圧力が高い作動状態では、磁着装置のすべり床に対する磁着力が強い状態となるように構成されている。
　これにより、エアベアリングと磁着装置によるプリーロード（Pre‐Load）で、プラットフォームの上下方向の負荷容量を増やすことができる。
　すなわち、磁着装置による磁力（磁着力）とプラットフォームの重量が合わさって、エアベアリングの上下方向のプリーロード状態となり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、安定したシミュレーションや試験が可能となる。
　その結果、プラットフォームの重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションや試験が可能である。
　さらに、エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では、磁着装置のすべり床に対する磁着力が弱い状態となるように構成されている。
　従って、エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では圧力センサーでその状態が検出され、試験装置が停止されるが、慣性の影響で停止までベースプレートが一定の距離移動することになる。この場合、磁着装置のすべり床に対する磁着力が弱い状態となるので磁力が作用しなくなり、摩擦力を低減でき、摩耗を減らし、試験装置のメンテナンス周期を長くすることが可能となる。
　また、本発明の試験装置は、前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成され、前記すべり床に対する磁着力の強弱が切替え可能に構成されていることを特徴とする。
　このように構成することによって、磁着装置のすべり床に対する距離を変更することによって、すべり床に対する磁着力の強弱が切替えできるので、試験装置に合った磁力の調整が可能である。
　また、本発明の試験装置は、前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成された磁石部材を備えることを特徴とする。
　このように構成することによって、磁石部材とすべり床との間の隙間を調整することにより、試験装置に合った磁力の調整が可能である。
　また、エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では装置が停止されるが、慣性の影響で停止までベースプレートが一定の距離移動することになる。この場合、磁着装置である磁石部材がすべり床から離間する方向に移動して、すべり床に対する磁着力が弱い状態となるので磁力が作用しなくなり、しかも、すべり床と磁石部材との間の距離が離間しているので摩擦力を低減でき、摩耗を減らし、試験装置のメンテナンス周期を長くすることが可能となる。
　また、本発明の試験装置は、前記磁石部材が、永久磁石から構成されていることを特徴とする。
　このように、磁石部材が永久磁石から構成されていれば、安価な永久磁石を磁着装置の磁石部材として用いることができ、コストを低減することができる。また、磁力を発生させるため動力を必要としないので、エネルギーの消費が低減される。
　また、本発明の試験装置では、前記磁着装置が、電磁石から構成される磁石部材を備えていることも可能である。
　このように、磁着装置が電磁石から構成されていれば、電磁石への電流の大きさを変更することによって、磁力（磁着力）の大きさを変更することができ、制御が容易になる。
　また、本発明の試験装置は、前記磁石部材が、複数の磁石部材から構成され、これらの磁石部材が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されていることを特徴とする。
　このように磁石部材が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されているので、各運動方向（Ｘ－Ｙ方向、Ｙａｗ回転）における渦電流による抵抗を同一にすることができ、正確な、シミュレーションや試験を実施することができる。
　また、本発明の試験装置は、前記ベースプレートの下面に球面座を介して複数のエアベアリングが設けられ、
　前記複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられていることを特徴とする。
　このようにベースプレートの下面に球面座を介して、複数のエアベアリングが設けられているので、ベースプレート全体が均一に、エアベアリングの空気圧により、ベースプレートが浮き、すべり床との間にエア層ができ、ベースプレート上に運動連結機構によって連結されたプラットフォームが、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。
　従って、小さい動力と少ないスペースで、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験もできる。
　また、複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられているので、磁着装置による磁力（磁着力）とプラットフォームの重量が合わさったエアベアリングの上下方向のプリーロード状態が、ベースプレート全体において均一になり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、より安定したシミュレーションや試験が可能となる。
　また、本発明の試験装置は、前記エアベアリングのすべり床に対峙する面、または、前記すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に、摩擦低減処理が施されていることを特徴とする。
　このように、例えば、「ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、テトラフ
ルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体樹脂、クロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂」などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド６樹脂(ＰＡ６)、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ピーク樹脂（ＰＥＥＫ）などからなるシートを貼着したり、これらの樹脂単体および混合体を焼付コーティングしたりすることによって、エアベアリングのすべり床に対峙する面、または、すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に摩擦低減処理を施している。
　これにより、非常停止などの場合、また、作動中に想定よりも大きい負荷がかかった場合において、エアベアリングがすべり床と接触した際に、エアベアリングが損傷するのを防止することができ、装置の寿命が長くなる。
　また、このような摩擦低減処理が施されているので、エアベアリングとすべり床との間が、多少接触してもエアベアリングが損傷するのを防止することができるので、すべり床の面の精度を多少下げることができるので、コストを低減することができる。
　本発明によれば、例えば、車両モデルなどの被運転部が設けられたプラットフォームが、例えば、６自由度の位置決めを行う運動連結機構によってベースプレートに連結されている。そして、このベースプレートが、すべり床上を球面座を介して接続されるエアベアリングによって、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能に配置されている。
　これにより、エアベアリングの空気圧により、ベースプレートが浮き、すべり床との間にエア層ができ、ベースプレート上に運動連結機構によって連結されたプラットフォームが、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。
　従って、小さい動力と少ないスペースで、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験ができる。
　さらに、移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルＣに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、移動機構の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられている。
　従って、Ｙａｗ方向の角度、速度範囲が大きく、Ｙａｗ方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能なシミュレーション装置を提供することができる。
図１は、本発明の試験装置をシミュレーション装置として適用した試験装置の上面図である。 図２は、図１の部分拡大図である。 図３は、図１のＡ方向から見た正面図である。 図４は、図１のＢ方向から見た側面図を９０度右回転させた図である。 図５は、図１のベースプレート部分の上面図である。 図６は、図５においてベースプレート部分の運動連結機構の一部を省略した上面図である。 図７は、図６の背面図を１８０度右回転させた図である。 図８は、図６のＣ方向の側面図を９０度右回転させた図である。 図９は、図７のエアベアリングと磁着装置の部分のエアベアリングのエア圧力が高い作動状態の拡大図である。 図１０は、図７のエアベアリングと磁着装置の部分のエアベアリングのエア圧力が低い非作動状態の拡大図である。 図１１は、図７のエアベアリングと磁着装置の部分の上面図である。 図１２は、ベースプレートがすべり床の上をＸ－Ｙ方向、Ｚ軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。 図１３は、ベースプレートがすべり床の上をＸ－Ｙ方向、Ｚ軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。 図１４は、ベースプレートがすべり床の上をＸ－Ｙ方向、Ｚ軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。 図１５は、ベースプレートがすべり床の上をＸ－Ｙ方向、Ｚ軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。 図１６は、ベースプレートがすべり床の上をＸ－Ｙ方向、Ｚ軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。 図１７は、本発明の別の実施例のシミュレーション装置の図１と同様な上面図である。 図１８は、従来の運転模擬試験装置１００の斜視図である。 図１９は、従来の運転シミュレータ２００の部分拡大側面図である。 図２０は、本発明のシミュレーション装置の課題を説明するためのシミュレーション装置の上面図である。
　以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
　図１は、本発明の試験装置をシミュレーション装置として適用した試験装置の上面図、図２は、図１の部分拡大図、図３は、図１のＡ方向から見た正面図、図４は、図１のＢ方向から見た側面図を９０度右回転させた図、図５は、図１のベースプレート部分の上面図、図６は、図５においてベースプレート部分の運動連結機構の一部を省略した上面図、図７は、図６の背面図を１８０度右回転させた図、図８は、図６のＣ方向の側面図を９０度右回転させた図、図９は、図７のエアベアリングと磁着装置の部分のエアベアリングのエア圧力が高い作動状態の拡大図、図１０は、図７のエアベアリングと磁着装置の部分のエアベアリングのエア圧力が低い非作動状態の拡大図、図１１は、図７のエアベアリングと磁着装置の部分の上面図、図１２～図１６は、ベースプレートがすべり床の上をＸ－Ｙ方向、Ｚ軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。
　図１において、符号１０は、全体で本発明の試験装置をシミュレーション装置として適用した試験装置を示している。
　この実施例の試験装置１０では、図１に示したように、操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置に適用した実施例を示している。
　すなわち、例えば、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器において、これらの運輸機器の研究開発や、運輸機器の運転者の運転能力の向上などを目的として、操作者の運転操作に応じた運転状態などをシミュレーションするためのものである。
　なお、この実施例では、車両機器の一例として、自動車の場合を図示している。また、図示しないが、本発明の試験装置１０では、必要に応じて、試験装置１０の周囲にスクリーンなどが設けられており、操作者Ｓの運転操作に応じて運転状態を視覚的にシミュレーションすることができるように構成されている。従って、例えば、加速度試験などの試験のみを実施する場合などにおいては、このようなスクリーンを設けないこともある。
　図１～図４に示したように、本発明の試験装置１０では、すべり床１２を備えており、このすべり床１２の上面には、後述するように、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能に、上面視で略三角形のベースプレート１４が配置されている。
　このベースプレート１４上には、図５～図７に示したように、運動連結機構１６を備えており、運動連結機構１６によって、上面視で略三角形の可動部を構成するプラットフォーム１８が連結されている。なお、図５～図６に示したように、プラットフォーム１８は、軽量化のために、いわゆるトラス構造のパイプによって構成されている。
　図５～図８に示したように、運動連結機構１６は、この実施例では、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム（ヘキサポッドとも呼ばれる）」と呼ばれる６自由度パラレルメカニズムを採用しており、並列に連結された６本の伸縮するリンク１６ａ～１６ｆから構成されている。
　そして、これらの６本の伸縮するリンク１６ａ～１６ｆが協調して動作することによって、図示しないが、プラットフォーム１８が、Ｘ－Ｙ－Ｚ方向に移動できるとともに、Ｘ軸のまわり(Ｒｏｌｌ)、Ｙ軸のまわり(Ｐｉｔｃｈ)、Ｚ軸の周りに（Ｙａｗ運動）回転できるように自由に移動可能となるように構成されている。
　すなわち、これらのリンク１６ａ～１６ｆはそれぞれ、電気または油圧(図は電気の例を示す)駆動装置２０ａ～２０ｆを作動することによって、ピストンシリンダー機構が作動して伸縮する構造となっている。また、これらのリンク１６ａ～１６ｆの下端は、図７に示したように、ピボット軸２２ａ～２２ｆを介して、ベースプレート１４の３か所の角部に形成されたブラケット２４ａ～２４ｆに、それぞれ回動可能に連結されている。
　一方、これらのリンク１６ａ～１６ｆの上端は、図７に示したように、ピボット軸２６ａ～２６ｆを介して、プラットフォーム１８の３か所の角部に設けられた支持部２８ａ～２８ｆに、それぞれ回動可能に連結されている。
　また、図３～図４に示したように、プラットフォーム１８上には、運輸機器を構成する、例えば、コックピット、ハーフカーモデルなどからなる被運転部、この実施例の場合には、自動車の車両３０が設けられている。なお、図３～図４を除いて、説明の便宜上、被運転部（車両）３０を省略して示している。
　一方、図５～図７に示したように、ベースプレート１４の下面には、すべり床１２の上面に対して対峙するように、複数のエアベアリングユニット３２が設けられている、すなわち、この実施例では、図５～図６に示したように、ベースプレート１４の３か所の角部に形成されている。
　また、図７、図９～図１１に示したように、エアベアリングユニット３２は、すべり床１２の上面に対して対峙するように、ベースプレート１４の下面に、一定間隔離間して配置された２個のエアベアリング３４を備えている。これらのエアベアリング３４は、それぞれ、ベースプレート１４の下面に固定された球面座３６に、装着部３８によって自由に回動できるように装着されている。すべり床１２の面精度や、取付け部の平行度の誤差を吸収する。
　そして、これらの２個のエアベアリング３４の間に、図９～１０に示したように、すべり床に対する磁着力を変更可能な磁着装置４０が、ベースプレート１４の下面に、すべり床１２の上面に対して対峙するように配置されている。
　この磁着装置４０は、図９～図１１に示したように、ピストンシリンダー機構４２を備えており、このピストンシリンダー機構４２のピストン４４の下端には、ベース板４６が固定されている。このベース板４６の下面には、例えば、永久磁石からなる磁石部材４８が配置されている。
　なお、このように、磁石部材４８が、永久磁石から構成されていれば、安価な永久磁石を磁着装置４０の磁石部材４８として用いることができ、コストを低減することができるとともに、動力を必要とせず、省エネ効果が期待できる。
　また、ベース板４６とピストン４４の周囲に設けられた４個のガイド部材４１の基端部のフランジ４１ａとの間には、それぞれバネ部材４５が介装されている。
　このように構成されるエアベアリングユニット３２は、エアベアリング３４のエア圧力が高い作動状態では、図示しないが、エアベアリング３４の空気圧により、ベースプレート１４が浮き、すべり床１２の上面との間にエア層ができるようになっている。
　これにより、ベースプレート１４上に運動連結機構１６によって連結されたプラットフォーム１８が、すべり床１２の上面を最小の摩擦力で移動することができるようになっている。
　この場合、複数のエアベアリング３４に対応して、複数の磁着装置４０が設けられているので、磁着装置４０による磁力（磁着力）とプラットフォーム１８の重量が合わさったエアベアリング３４の上下方向のプリーロード状態が、ベースプレート１４全体において均一になり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、より安定したシミュレーション、試験が可能となる。
　また、エアベアリングユニット３２は、エアベアリング３４のエア圧力が高い作動状態では、磁着装置４０のすべり床１２に対する磁着力が強い状態となるように構成されている。
　すなわち、この実施例では、図９に示したように、エアベアリング３４のエア圧力が高い作動状態では、ピストンシリンダー機構４２が作動して、バネ部材４５の付勢力に抗して、ピストン４４が下方に向かって伸張する。
　これにより、ピストン４４の下端に固定されたベース板４６が、すべり床１２の上面に向かって下方に移動する。その結果、ベース板４６下面に配置された磁石部材４８と、すべり床１２の上面との間の距離が近くなり、磁着装置４０のすべり床１２に対する磁着力が強い状態となる。
　従って、エアベアリング３４と磁着装置４０によるプリーロードで、プラットフォーム１８の上下方向の負荷容量を増やすことができる。
　すなわち、磁着装置４０による磁力（磁着力）とプラットフォーム１８の重量が合わさって、エアベアリング３４の上下方向のプリーロード状態となり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、安定したシミュレーションや試験が可能となる。
　その結果、プラットフォーム１８の重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションが可能である。
　この場合、複数のエアベアリング３４に対応して、複数の磁着装置４０が設けられているので、磁着装置４０による磁力（磁着力）とプラットフォーム１８の重量が合わさったエアベアリング３４の上下方向のプリーロード状態が、ベースプレート１４全体において均一になり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、より安定したシミュレーションや試験が可能となる。
　なお、この場合、エアベアリング３４、磁着装置４０の数、ベースプレート１４での配置位置などは特に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
　一方、エアベアリングユニット３２は、エアベアリング３４のエア圧力が低い非作動状態では、磁着装置４０のすべり床１２に対する磁着力が弱い状態となるように構成されている。
　すなわち、この実施例では、図１０に示したように、エアベアリング３４のエア圧力が低い非作動状態では、ピストンシリンダー機構４２の作動が停止して、バネ部材４５の付勢力によって、ピストン４４が上方に向かって後退する。
　これにより、ピストン４４の下端に固定されたベース板４６が、すべり床１２の上面から離間する方向に上方に移動する。その結果、ベース板４６下面に配置された磁石部材４８と、すべり床１２の上面との間の距離が大きくなり、磁着装置４０のすべり床１２に対する磁着力が弱い状態となる。
　従って、エアベアリング３４のエア圧力が低い非作動状態では、圧力センサーでその状態が検出され、試験装置１０が停止されるが、慣性の影響で、停止までベースプレート１４が一定の距離移動することになる。
　この場合、磁着装置４０のすべり床１２に対する磁着力が弱い状態、すなわち、この実施例では、ベース板４６の下面に配置された磁石部材４８と、すべり床１２の上面との間の距離が大きくなり、磁力が作用しなくなり、磁石部材４８と、すべり床１２の上面との間の摩擦力を低減でき、摩耗を減らし、試験装置１０のメンテナンス周期を長くすることが可能となる。
　このように構成することによって、磁着装置４０のすべり床１２に対する距離を変更することによって、すべり床１２に対する磁着力の強弱が切替えできるので、試験装置１０に合った磁力の調整が可能である。
　なお、エアベアリング３４のすべり床１２に対峙する面、または、すべり床１２の上面のうち少なくとも一方の表面に、摩擦低減処理が施されていても良い。図７では、すべり床１２の上面に摩擦低減処理１１を施している状態を示している。
　このように、例えば、「ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、テトラフ
ルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体樹脂、クロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂」などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド６樹脂(ＰＡ６)、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ピーク樹脂（ＰＥＥＫ）などからなるシートを貼着したり、これらの樹脂単体および混合体を焼付コーティングしたりすることによって、エアベアリング３４のすべり床１２に対峙する面、または、すべり床１２の上面のうち少なくとも一方の表面に摩擦低減処理を施しても良い。
　これにより、非常停止などの場合、また、作動中に想定よりも大きい負荷がかかった場合において、エアベアリング３４がすべり床１２の上面と接触した際に、エアベアリング３４が損傷するのを防止することができ、装置の寿命が長くなる。
　また、このような摩擦低減処理が施されているので、エアベアリング３４とすべり床１２の上面との間が、多少接触してもエアベアリング３４が損傷するのを防止することができるので、すべり床１２の上面の面の精度を多少下げることができるので、コストを低減することができる。
　さらに、磁着装置４０のベース板４６の下面に配置された磁石部材４８は、図１２に示したように、磁石部材４８が、複数の磁石部材４８から構成され、これらの磁石部材４８が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されていても良い。
　このように磁石部材４８が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されているので、各運動方向（Ｘ－Ｙ方向、Ｙａｗ回転）における渦電流による抵抗を同一にすることができ、正確な、シミュレーションや試験を実施することができる。
　一方、図１～図４に示したように、ベースプレート１４には、すべり床１２の上面を、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能とする移動機構５０が連結されている。
　すなわち、移動機構５０は、図１に示したように、相互に中心角度αが１２０°の角度で離間するように配置された３個のピストンシリンダー機構から構成される移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃから構成されている。
　これらの移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、それぞれその基端部が、すべり床１２の上面に相互に中心角度αが１２０°の角度で離間するように固定された３個の固定ブラケット５４ａ、５４ｂ、５４ｃに、ピボット５６ａ、５６ｂ、５６ｃによって回動可能に連結されている。
　また、これらの移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、それぞれそのピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端が、図１の点線で示したように、図１の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、円形サークルＣに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート１４上に設けられた３個の固定ブラケット６０ａ、６０ｂ、６０ｃに、ピボット６２ａ、６２ｂ、６２ｃによって回動可能に連結されている。
　また、これらのピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端の延長線が、図１の一点鎖線で示したように、図１の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃが、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられている。
　さらに、移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、それぞれその基端部には、ピストンシリンダー機構を作動するための電気または油圧(図は電気の例を示す)駆動装置６４ａ、６４ｂ、６４ｃが設けられている。
　このように構成される移動機構５０は、操作者Ｓの運転操作に応じて、図示しない制御装置の制御によって、エアベアリング３４のエア圧力が高い作動状態では、エアベアリング３４の空気圧により、ベースプレート１４が浮き、すべり床１２の上面との間にエア層ができ、磁着装置４０のすべり床１２に対する磁着力が強い状態となり、プリーロード状態となる。
　この状態で、操作者Ｓの運転操作に応じて、電気または油圧(図は電気の例を示す)駆動装置６４ａ、６４ｂ、６４ｃの作動を制御することによって、移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃのピストンシリンダー機構のピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの伸張度が調整される。
　これにより、図１に示したベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある状態から、図１２～図１６に示したように、ベースプレート１４が、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）できるように自由に移動可能となるように構成されている。
　なお、図１２～図１６は、あくまでも、Ｘ－Ｙ方向の移動、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）の一例を示したものであって、その他の位置の組み合わせも自由であることはもちろんである。
　このように構成することによって、図１の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある際に、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃが、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられているので、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）の際に、必要な加振機の速度、加速度を小さくすることができる。
　ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端の延長線が、図２の一点鎖線で示したように、図１の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃが、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられ、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端の延長線がベースプレート１４の中心Ｏからずれた位置になっている。
　これにより、図１の状態、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある状態（初期位置状態にある状態）から移動させる際に、必要なトルクで移動させることができる。
　また、円形サークルＣの直径が比較的小さいため、Ｙａｗ運動の際に必要な、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃのピストンシリンダー機構のストロークと速度が小さくなり、よりハイパフォーマンスなシミュレータの提供が可能になる。
　さらに、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃのピストンシリンダー機構の加速度も小さくなるので、アクチュエータの等価質量に必要なトルクが減り、ベースプレート１４へのＹａｗ方向のトルクが増え、効率が良くなる。
　また、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃのピストンシリンダー機構の軸線と、回転中心の距離を大きく取れ、しかも、移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃの動作範囲が最大になるような角度で、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃを配置している。
　従って、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃを取り付けるのに必要なスペースが小さくなり、試験装置１０を小型化することができる。
　さらに、Ｘ－Ｙ方向の移動、Ｚ軸の周りに回転（Ｙａｗ運動）による複合運動の可動範囲が大きくなる。
　なお、図示しないが、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃのピストンシリンダー機構を、ベースプレート１４上に設置することにより、移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃにおいて発生する干渉をリミットスイッチで防止することもできる。
　図１７は、本発明の別の実施例の試験装置の図１と同様な上面図である。
　この実施例の試験装置１０は、実施例１に示した試験装置１０と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
　この実施例の試験装置１０では、図１７に示したように、移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、それぞれそのピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端が、図１７の点線で示したように、図１７の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、図１の実施例の試験装置１０と比較して、より大きい円形サークルＥに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート１４上に設けられた３個の固定ブラケット６０ａ、６０ｂ、６０ｃに、ピボット６２ａ、６２ｂ、６２ｃによって回動可能に連結されている。
　また、これらのピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端の延長線が、図１７の一点鎖線で示したように、図１の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート１４がすべり床１２の上面の略中心位置にある際（初期位置状態にある際）に、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃが、円形サークルＥに接するように設けられている。
　従って、実施例１の試験装置１０に比較して、Ｙａｗ方向の角度、速度範囲が小さく、しかも、必要なスペースが大きくなってはいるが、Ｙａｗ方向のトルクが大きく取れる。図２０に示したシミュレーション装置３００に比較して、Ｙａｗ方向の運動が可能で、より小さい動力と少ないスペースで使用することができる。
　従って、本発明の試験装置１０では、試験装置１０の目的と使用に応じて適宜変更すれば良く、円形サークルＣ（Ｅ）の大きさは何ら限定されるものではない。
　以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記の実施例において、運動連結機構１６として、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム（ヘキサポッドとも呼ばれる）」と呼ばれる６自由度パラレルメカニズムを採用したが、その他の運動連結機構１６を採用することも可能である。
　また、上記実施例では、磁着装置４０のベース板４６の下面に配置された磁石部材４８として、永久磁石を用いたが、磁着装置４０が、電磁石から構成される磁石部材４８を備えていても良い。
　このように、磁着装置４０が、電磁石から構成されていれば、電磁石への電流の大きさを変更することによって、磁力（磁着力）の大きさを変更することができ、制御が容易になる。
　さらに、上記実施例では、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃとしてピストンシリンダー機構を用いたが、その他のアクチュエータを用いることも可能である。
　本発明は、例えば、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器や、橋梁・ビル・住宅・建築物などの構造物や、これらの部品などの被試験構造物に対して、外力を付加して行う載荷試験や、振動を与えて行う加振試験や、操作者の運転操作に応じた運転状態などのシュミュレーション試験などの各種の試験を行うための試験装置に適用することができる。
１０　　試験装置
１２　　すべり床
１４　　ベースプレート
１６　　運動連結機構
１６ａ～１６ｆ　　リンク
１８　　プラットフォーム
２０ａ～２０ｆ　　駆動装置
２２ａ～２２ｆ　　ピボット軸
２４ａ～２４ｆ　　ブラケット
２６ａ～２６ｆ　　ピボット軸
２８ａ～２８ｆ　　支持部
３０　　車両（被運転部）
３２　　エアベアリングユニット
３４　　エアベアリング
３６　　球面座
３８　　装着部
４０　　磁着装置
４１　　ガイド部材
４１ａ　　フランジ
４２　　ピストンシリンダー機構
４４　　ピストン
４５　　バネ部材
４６　　ベース板
４８　　磁石部材
５０　　移動機構
５２ａ～５２ｃ　　移動駆動装置
５４ａ～５４ｃ　　固定ブラケット
５６ａ～５６ｃ　　ピボット
５８ａ～５８ｃ　　ピストン
６０ａ～６０ｃ　　固定ブラケット
６２ａ～６２ｃ　　ピボット
６４ａ～６４ｃ　　駆動装置
１００　　運転模擬試験装置
１０２　　運動連結機構
１０４　　ベース
１０６　　プラットフォーム
１０８　　ドーム
１１０　　Ｘ軸方向レール
１１２　　Ｙ軸方向レール
２００　　運転シミュレータ
２０２　　運動連結機構
２０４　　ベース
２０６　　プラットフォーム
２０８　　ドーム
２１０　　すべり面
２１２　　エアベアリング
３００　　シミュレーション装置
３１２　　すべり床
３１４　　ベースプレート
３１６　　運動連結機構
３１８　　プラットフォーム
３３２　　エアベアリングユニット
３３４　　エアベアリング
３４０　　磁着装置
３５０　　移動機構
３５２ａ～３５２ｃ　　移動駆動装置
３５４ａ～３５４ｃ　　固定ブラケット
３５６ａ～３５６ｃ　　ピボット
３５８ａ～３５８ｃ　　ピストン
Ｃ　　円形サークル
Ｄ　　円形サークル
Ｅ　　円形サークル
Ｏ　　中心
Ｓ　　操作者
α　　中心角度
β　　中心角度

Claims (9)

  1. 　操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置であって、
    　すべり床上をエアベアリングによって、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転できるように自由に移動可能に配置されたベースプレートと、
    　前記ベースプレート上に、運動連結機構によって連結され、被運転部が設けられたプラットフォームとを備え、
    　前記ベースプレートには、すべり床の上面を、Ｘ－Ｙ方向に移動できるとともに、Ｚ軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構が連結され、
    　前記移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルＣに沿って、相互に中心角度βが１２０°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、
    　前記移動機構の先端の延長線が、前記初期位置状態にある際に、円形サークルＣに接するか、または、円形サークルＣに接する状態に近い角度になるように設けられていることを特徴とする試験装置。
  2. 　前記ベースプレートの下面にすべり床に対して対峙するように配置され、前記すべり床に対する磁着力を変更可能な磁着装置とを備え、
    　前記エアベアリングのエア圧力が高い作動状態では、前記磁着装置のすべり床に対する磁着力が強い状態となり、
    　前記エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では、前記磁着装置のすべり床に対する磁着力が弱い状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
  3. 　前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成され、前記すべり床に対する磁着力の強弱が切替え可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の試験装置。
  4. 　前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成された磁石部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の試験装置。
  5. 　前記磁石部材が、永久磁石から構成されていることを特徴とする請求項４に記載の試験装置。
  6. 　前記磁着装置が、電磁石から構成される磁石部材を備えていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の試験装置。
  7. 　前記磁石部材が、複数の磁石部材から構成され、これらの磁石部材が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の試験装置。
  8. 　前記ベースプレートの下面に球面座を介して複数のエアベアリングが設けられ、
    　前記複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられていることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の試験装置。
  9. 　前記エアベアリングのベースプレートに対峙する面、または、前記すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に、摩擦低減処理が施されていることを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載の試験装置。
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