用于模擬仿真的二、三、四、六自由度運動平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開的用于模擬仿真的二、三、四、六自由度運動平臺，均采用電機帶動曲柄連桿機構(gòu)的形式實現(xiàn)傳動，并通過驅(qū)動裝置設(shè)置數(shù)量、位置以及連桿在平臺上的安裝位置的組合，實現(xiàn)傾斜、俯仰、偏航、升降、移動等多種平臺動作；與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了傳統(tǒng)伺服電動缸的高度調(diào)整范圍和閾值限制，提高了平臺的高度調(diào)整范圍和高度下降幅度，從而擴展了平臺的適用范圍；并且，通過設(shè)置減速機，使得輸出轉(zhuǎn)矩、速度和加速度的大小可根據(jù)工況要求調(diào)整，使承載力、速度、和加速度滿足使用需求；并且降低了工作噪音，延長了使用壽命，提高了承載能力，保證了機構(gòu)運動順滑，進而提高了運動平臺的使用性能，使之能夠在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更有效的應(yīng)用。
【專利說明】
用于模擬仿真的二、三、四、六自由度運動平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及仿真平臺技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于模擬仿真的二自由度運動平臺、二自由度運動平臺、四自由度運動平臺和八自由度運動平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)備仿真、遠程作業(yè)、場景模擬游戲等多種領(lǐng)域中，越來越廣泛地引入多種自由度的運動平臺。例如，通過模擬船體在海面的動作，可對準備設(shè)置在船體上的儀器性能進行測試，以便實現(xiàn)真實工況的仿真模擬，提高儀器測試的準確性和安全性;再例如，運動平臺可結(jié)合游戲程序，模仿在游戲中需要的動作，給游戲人員帶來更真實的體驗。
[0003]現(xiàn)有的多自由度運動平臺大致包括平臺、驅(qū)動該平臺做出不同動作的伺服電動缸，和控制該伺服電動缸運動的主控單元;其中，伺服電動缸設(shè)置多個，平臺與各伺服電動缸傳動連接，且伺服電動缸的伸縮桿與平臺之間形成支點，通過活塞桿的伸縮調(diào)節(jié)各支點的高度，以改變所述平臺的姿態(tài)。但是，由于伺服電動缸的驅(qū)動速度較慢，加速度較小且無法調(diào)整，導(dǎo)致無法模擬如海面的波動或地震、瞬間失重等加速度較快的場景，限制了運動平臺的適用范圍；同時，現(xiàn)有技術(shù)中的伺服電動缸需要通過活塞桿的伸縮來實現(xiàn)支點高度調(diào)整，則伺服電動缸需要豎直方向布置，支點調(diào)整的高度受限于活塞桿的伸縮行程和伺服電動缸的自身高度，導(dǎo)致平臺調(diào)整高度和高度的最低閾值均受到限制，無法滿足使用需求;另夕卜，由于伺服電動缸的結(jié)構(gòu)制約，還導(dǎo)致運動平臺的工作噪音較大，使用壽命較短，承力能力較差，且以發(fā)生機械卡死。
[0004]因此，提供一種用于模擬仿真的二自由度運動平臺、三自由度運動平臺、四自由度運動平臺和六自由度運動平臺，以期能夠改變平臺的傳動方式，從而擴展平臺的適用范圍，提高平臺的高度調(diào)整范圍和高度下降幅度，降低工作噪音，延長使用壽命，提高承載能力，保證機構(gòu)運動順滑，進而提高運動平臺的使用性能，使之在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更有效的應(yīng)用，就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種用于模擬仿真的二自由度運動平臺、三自由度運動平臺、四自由度運動平臺和六自由度運動平臺，以期能夠改變平臺的傳動方式，從而擴展平臺的適用范圍，提高平臺的高度調(diào)整范圍和高度下降幅度，降低工作噪音，延長使用壽命，提高承載能力，保證機構(gòu)運動順滑，進而提高運動平臺的使用性能，使之在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更有效的應(yīng)用。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于模擬仿真的二自由度運動平臺，包括:基座、設(shè)置于所述基座上方的平臺、安裝于所述基座與所述平臺之間的驅(qū)動裝置，以及安裝于所述基座與所述平臺之間的支撐桿;所述支撐桿的下端安裝于所述基座，其上端在第三支點處與所述平臺萬向連接；
[0007]所述驅(qū)動裝置包括安裝于基座的電機、與所述電機的輸出軸傳動連接的減速機、與所述減速機的輸出端傳動連接的曲柄，和與所述曲柄遠離所述電機的一端連接的連桿，所述連桿的一端以預(yù)設(shè)角度與所述曲柄可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端與所述平臺萬向連接；
[0008]所述驅(qū)動裝置為兩組，其中一組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第一支點處相連接，另一組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第二支點處相連接;所述第一支點、所述第二支點和所述第三支點在所述平臺上形成三角形。
[0009]可選地，所述連桿與所述曲柄相樞接。
[0010]可選地，所述支撐桿通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺萬向連接;所述連桿通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺萬向連接。
[0011]本實用新型提供一種用于模擬仿真的三自由度運動平臺，包括:基座、設(shè)置于所述基座上方的平臺，以及安裝于所述基座與所述平臺之間的驅(qū)動裝置；
[0012]所述驅(qū)動裝置包括安裝于基座的電機、與所述電機的輸出軸傳動連接的減速機、與所述減速機的輸出端傳動連接的曲柄，和與所述曲柄遠離所述電機的一端連接的連桿，所述連桿的一端以預(yù)設(shè)角度與所述曲柄可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端與所述平臺萬向連接；
[0013]所述驅(qū)動裝置為三組，其中第一組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第一連接點處相連接，第二組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第二連接點處相連接，第三組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第三連接點處相連接;所述第一連接點、所述第二連接點和所述第三連接點在所述平臺上形成三角形。
[0014]可選地，所述第一連接點、所述第二連接點和所述第三連接點在所述平臺上形成的三角形為等腰三角形，且所述等腰三角形在底邊上的高線位于所述平臺的同向中軸線上。
[0015]可選地，所述連桿與所述曲柄相樞接。
[0016]可選地，所述連桿的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺萬向連接。
[0017]本實用新型提供一種用于模擬仿真的四自由度運動平臺，包括:基座、設(shè)置于所述基座上方的平臺，以及安裝于所述基座與所述平臺之間的驅(qū)動裝置；
[0018]所述驅(qū)動裝置包括安裝于基座的電機、與所述電機的輸出軸傳動連接的減速機、與所述減速機的輸出端傳動連接的曲柄，和與所述曲柄遠離所述電機的一端連接的連桿，所述連桿的一端與所述曲柄樞接或萬向連接，其另一端與所述平臺萬向連接；
[0019]所述驅(qū)動裝置為四組，其中第一組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第一安裝點處相連接，第二組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第二安裝點處相連接，第三組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第三安裝點處相連接，第四組所述驅(qū)動裝置的連桿與所述平臺在第四安裝點處相連接;所述第一安裝點、所述第二安裝點、所述第三安裝點和所述第四安裝點在所述平臺上形成四邊形。
[0020]可選地，所述連桿的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺萬向連接。
[0021]本實用新型提供一種用于模擬仿真的六自由度運動平臺，包括:基座、設(shè)置于所述基座上方的平臺，以及安裝于所述基座與所述平臺之間的驅(qū)動裝置；
[0022]所述驅(qū)動裝置包括安裝于基座的電機、與所述電機的輸出軸傳動連接的減速機、與所述減速機的輸出端傳動連接的曲柄，和與所述曲柄遠離所述電機的一端連接的連桿，所述連桿的一端與所述曲柄萬向連接，其另一端與所述平臺萬向連接；
[0023]所述驅(qū)動裝置為六組，其中第一組所述驅(qū)動裝置的連桿之一端與曲柄在第一下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺在第一上節(jié)點處萬向連接，第二組所述驅(qū)動裝置的連桿之一端與曲柄在第二下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺在第二上節(jié)點處萬向連接，第三組所述驅(qū)動裝置的連桿之一端與曲柄在第三下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺在第三上節(jié)點處萬向連接，第四組所述驅(qū)動裝置的連桿之一端與曲柄在第四下節(jié)點處萬向連接，其另一端與所述平臺在第四上節(jié)點處萬向連接，第五組所述驅(qū)動裝置的連桿之一端與曲柄在第五下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺在第五上節(jié)點處萬向連接，第六組所述驅(qū)動裝置的連桿之一端與曲柄在第六下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺在第六上節(jié)點處萬向連接；
[0024]所述第一下節(jié)點和所述第二下節(jié)點形成第一下節(jié)點組，所述第三下節(jié)點與所述第四下節(jié)點形成第二下節(jié)點組，所述第五下節(jié)點和所述第六下節(jié)點形成第三下節(jié)點組，所述第一下節(jié)點組、所述第二下節(jié)點組和所述第三下節(jié)點組在所述基座上的投影形成第一正三角形；
[0025]所述第二上節(jié)點和所述第三上節(jié)點形成第一上節(jié)點組，所述第四上節(jié)點與所述第五上節(jié)點形成第二上節(jié)點組，所述第六上節(jié)點和所述第一上節(jié)點形成第三上節(jié)點組，所述第一上節(jié)點組、所述第二上節(jié)點組和所述第三上節(jié)點組形成第二正三角形；
[0026]所述第一正三角形以所述第一下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第一上節(jié)點組為頂點的高線呈0°-120°的夾角，所述第一正三角形以所述第二下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第二上節(jié)點組為頂點的高線呈0°_120°的夾角，所述第一正三角形以所述第三下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第三上節(jié)點組為頂點的高線呈0°-120°的夾角。
[0027]優(yōu)選地，各所述夾角均為60°。
[0028]可選地，所述連桿的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺萬向連接。
[0029]本實用新型提供的用于模擬仿真的二、三、四、六自由度運動平臺，均采用電機帶動曲柄連桿機構(gòu)的形式實現(xiàn)傳動，并通過驅(qū)動裝置設(shè)置數(shù)量、位置以及連桿在平臺上的安裝位置的組合，實現(xiàn)傾斜、俯仰、偏航、升降、移動等多種平臺動作;與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了傳統(tǒng)伺服電動缸的高度調(diào)整范圍和閾值限制，提高了平臺的高度調(diào)整范圍和高度下降幅度，從而擴展了平臺的適用范圍；并且，通過設(shè)置減速機，使得輸出轉(zhuǎn)矩、速度和加速度的大小可根據(jù)工況要求調(diào)整，使承載力、速度和加速度滿足使用需求;并且降低了工作噪音，延長了使用壽命，提高了承載能力，保證了機構(gòu)運動順滑，進而提高了運動平臺的使用性能，使之能夠在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更有效的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型所提供的二自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為圖1所示二自由度運動平臺的俯視圖；
[0032]圖3為本實用新型所提供的三自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為圖3所示三自由度運動平臺的俯視圖；
[0034]圖5為本實用新型所提供的四自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為圖5所示四自由度運動平臺的俯視圖；
[0036]圖7為本實用新型所提供的六自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖8為圖7所示六自由度運動平臺的俯視圖。
[0038]附圖標記說明:
[0039]100-基座200-平臺300-驅(qū)動裝置400-支撐桿
[0040]301-電機302-減速機303-曲柄304-連桿
【具體實施方式】
[0041]本實用新型的核心是提供一種用于模擬仿真的二自由度運動平臺、三自由度運動平臺、四自由度運動平臺和六自由度運動平臺，以期能夠改變平臺的傳動方式，從而擴展平臺的適用范圍，提高平臺的高度調(diào)整范圍和高度下降幅度，降低工作噪音，延長使用壽命，提高承載能力，保證機構(gòu)運動順滑，進而提高運動平臺的使用性能，使之在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更有效的應(yīng)用。
[0042]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0043]實施例1
[0044]請參考圖1、圖2，圖1為本實用新型所提供的二自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示二自由度運動平臺的俯視圖。
[0045]在該實施例1中，本實用新型提供了一種二自由度運動平臺可以實現(xiàn)對平臺200進行傾斜調(diào)節(jié)，其包括:基座100、設(shè)置于所述基座100上方的平臺200、安裝于所述基座100與所述平臺200之間的驅(qū)動裝置300，以及安裝于所述基座100與所述平臺200之間的支撐桿400;所述支撐桿400的下端安裝于所述基座100，其上端在第三支點處與所述平臺200萬向連接;其中，所述驅(qū)動裝置300包括安裝于基座100的電機301、與所述電機301的輸出軸傳動連接的減速機302、與所述減速機302的輸出端傳動連接的曲柄303，和與所述曲柄303遠離所述電機301的一端連接的連桿304，所述連桿304的一端以預(yù)設(shè)角度與所述曲柄303可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端與所述平臺200萬向連接。
[0046]在驅(qū)動裝置300中設(shè)置減速機302能夠?qū)㈦姍C301的輸出轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩調(diào)整為滿足工況條件的速度與推力，以保證不同模擬場景下的承載力、速度和加速度調(diào)整需求;從理論上來講，驅(qū)動裝置300可以不包括減速機302，此時將電機301的輸出軸與曲柄303直接傳動連接即可。
[0047]在二自由度運動平臺中，所述驅(qū)動裝置300為兩組，其中一組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第一支點處相連接，另一組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第二支點處相連接;所述第一支點、所述第二支點和所述第三支點在所述平臺200上形成三角形。該三角形可以為任意形式的三角形，也可以優(yōu)選為等腰三角形或等邊三角形，以提高運動時的平臺200穩(wěn)定性。
[0048]由于二自由度平臺無需實現(xiàn)轉(zhuǎn)動仿真，為了降低結(jié)構(gòu)難度，節(jié)約生產(chǎn)成本，上述連桿304與所述曲柄303相樞接。顯然地，連桿304與曲柄303也可以采用萬向聯(lián)軸器或者虎克鉸接等方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接。
[0049]具體地，上述支撐桿400通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺200萬向連接;所述連桿304通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺200萬向連接。
[0050]在工作過程中，電機301轉(zhuǎn)動并通過其輸出軸輸出轉(zhuǎn)速，該輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)減速機302傳輸至曲柄303，從而帶動曲柄303繞其與減速機302間的連接軸轉(zhuǎn)動，以帶動連桿304擺動，并驅(qū)動平臺200做相應(yīng)的運動；當任一組驅(qū)動裝置300單獨做運動時，平臺200可實現(xiàn)向左或者向右的傾斜運動，當兩組驅(qū)動裝置300同步做運動時，平臺200可實現(xiàn)前后俯仰運動。
[0051 ] 實施例2
[0052]請參考圖3、圖4，圖3為本實用新型所提供的三自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示三自由度運動平臺的俯視圖。
[0053]在該實施例2中，本實用新型所提供的用于模擬仿真的三自由度運動平臺可以實現(xiàn)對平臺200進行傾斜調(diào)節(jié)和/或俯仰調(diào)節(jié)和/或升降調(diào)節(jié)，其包括:基座100、設(shè)置于所述基座100上方的平臺200，以及安裝于所述基座100與所述平臺200之間的驅(qū)動裝置300;其中，所述驅(qū)動裝置300包括安裝于基座100的電機301、與所述電機301的輸出軸傳動連接的減速機302、與所述減速機302的輸出端傳動連接的曲柄303，和與所述曲柄303遠離所述電機301的一端連接的連桿304，所述連桿304的一端以預(yù)設(shè)角度與所述曲柄303可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端與所述平臺200萬向連接。
[0054]在驅(qū)動裝置300中設(shè)置減速機302能夠?qū)㈦姍C301的輸出轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩調(diào)整為滿足工況條件的速度與推力，以保證不同模擬場景下的承載力、速度和加速度調(diào)整需求;從理論上來講，驅(qū)動裝置300可以不包括減速機302，此時將電機301的輸出軸與曲柄303直接傳動連接即可。
[0055]所述驅(qū)動裝置300為三組，其中第一組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第一連接點處相連接，第二組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第二連接點處相連接，第三組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第三連接點處相連接;所述第一連接點、所述第二連接點和所述第三連接點在所述平臺200上形成三角形。該三角形可以為任意形式的三角形，也可以優(yōu)選為等腰三角形或等邊三角形，優(yōu)選地，所述第一連接點、所述第二連接點和所述第三連接點在所述平臺200上形成的三角形為等腰三角形，且所述等腰三角形在底邊上的高線位于所述平臺200的同向中軸線上，以提高運動時的平臺200穩(wěn)定性。
[0056]由于三自由度平臺無需實現(xiàn)轉(zhuǎn)動仿真，為了降低結(jié)構(gòu)難度，節(jié)約生產(chǎn)成本，上述連桿304與所述曲柄303相樞接。顯然地，連桿304與曲柄303也可以采用萬向聯(lián)軸器或者虎克鉸接等方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接。
[0057]具體地，所述連桿304的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄303萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺200萬向連接。
[0058]在工作過程中，電機301轉(zhuǎn)動并通過其輸出軸輸出轉(zhuǎn)速，該輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)減速機302傳輸至曲柄303，從而帶動曲柄303繞其與減速機302間的連接軸轉(zhuǎn)動，以帶動連桿304擺動，并驅(qū)動平臺200做相應(yīng)的運動；當任一組驅(qū)動裝置300運動或兩組驅(qū)動裝置300同步運動時，平臺200可實現(xiàn)傾斜與俯仰運動，當三組驅(qū)動裝置300同步做運動時，可實現(xiàn)平臺200的升降運動。
[0059]實施例3
[0060]請參考圖5、圖6，圖5為本實用新型所提供的四自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示四自由度運動平臺的俯視圖。
[0061]在該實施例3中，本實用新型所提供的用于模擬仿真的四自由度運動平臺可以實現(xiàn)對平臺200進行傾斜調(diào)節(jié)和/或升降調(diào)節(jié)和/或俯仰調(diào)節(jié)，其包括:基座100、設(shè)置于所述基座100上方的平臺200，以及安裝于所述基座100與所述平臺200之間的驅(qū)動裝置300;其中，所述驅(qū)動裝置300包括安裝于基座100的電機301、與所述電機301的輸出軸傳動連接的減速機302、與所述減速機302的輸出端傳動連接的曲柄303，和與所述曲柄303遠離所述電機301的一端連接的連桿304，所述連桿304的一端與所述曲柄303樞接或者萬向連接，其另一端與所述平臺200萬向連接。
[0062]在驅(qū)動裝置300中設(shè)置減速機302能夠?qū)㈦姍C301的輸出轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩調(diào)整為滿足工況條件的速度與推力，以保證不同模擬場景下的承載力、速度和加速度調(diào)整需求;從理論上來講，驅(qū)動裝置300可以不包括減速機302，此時將電機301的輸出軸與曲柄303直接傳動連接即可。
[0063]所述驅(qū)動裝置300為四組，其中第一組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第一安裝點處相連接，第二組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第二安裝點處相連接，第三組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第三安裝點處相連接，第四組所述驅(qū)動裝置300的連桿304與所述平臺200在第四安裝點處相連接;所述第一安裝點、所述第二安裝點、所述第三安裝點和所述第四安裝點在所述平臺200上形成四邊形。
[0064]具體地，所述連桿304的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄303萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺200萬向連接。
[0065]在工作過程中，電機301轉(zhuǎn)動并通過其輸出軸輸出轉(zhuǎn)速，該輸出轉(zhuǎn)速經(jīng)減速機302傳輸至曲柄303，從而帶動曲柄303繞其與減速機302間的連接軸轉(zhuǎn)動，以帶動連桿304擺動，并驅(qū)動平臺做相應(yīng)的運動；當相鄰的兩組或三組驅(qū)動裝置300做運動時，平臺可實現(xiàn)俯仰和傾斜運動，當四組驅(qū)動裝置300同步做運動時，可實現(xiàn)平臺的升降運動。
[0066]實施例4
[0067]請參考圖7、圖8，圖7為本實用新型所提供的六自由度運動平臺一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7所示六自由度運動平臺的俯視圖。
[0068]在該實施例4中，本實用新型所提供的用于模擬仿真的六自由度運動平臺可以實現(xiàn)對平臺進行傾斜調(diào)節(jié)、俯仰調(diào)節(jié)、偏航調(diào)節(jié)、前后或左右移動調(diào)節(jié)、升降調(diào)節(jié)或者這些調(diào)節(jié)方式的任意組合，其包括:基座100、設(shè)置于所述基座100上方的平臺，以及安裝于所述基座100與所述平臺之間的驅(qū)動裝置300;其中，所述驅(qū)動裝置300包括安裝于基座100的電機301、與所述電機301的輸出軸傳動連接的減速機302、與所述減速機302的輸出端傳動連接的曲柄303，和與所述曲柄303遠離所述電機301的一端連接的連桿304，所述連桿304的一端與所述曲柄303萬向連接，其另一端與所述平臺200萬向連接。
[0069]在驅(qū)動裝置300中設(shè)置減速機302能夠?qū)㈦姍C301的輸出轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩調(diào)整為滿足工況條件的速度與推力，以保證不同模擬場景下的承載力、速度和加速度調(diào)整需求;從理論上來講，驅(qū)動裝置300可以不包括減速機302，此時將電機301的輸出軸與曲柄303直接傳動連接即可。
[0070]所述驅(qū)動裝置300為六組，其中第一組所述驅(qū)動裝置300的連桿304之一端與曲柄303在第一下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺200在第一上節(jié)點處萬向連接，第二組所述驅(qū)動裝置300的連桿304之一端與曲柄303在第二下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺200在第二上節(jié)點處萬向連接，第三組所述驅(qū)動裝置300的連桿304之一端與曲柄303在第三下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺200在第三上節(jié)點處萬向連接，第四組所述驅(qū)動裝置300的連桿304之一端與曲柄303在第四下節(jié)點處萬向連接，其另一端與所述平臺200在第四上節(jié)點處萬向連接，第五組所述驅(qū)動裝置300的連桿304之一端與曲柄303在第五下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺200在第五上節(jié)點處萬向連接，第六組所述驅(qū)動裝置300的連桿304之一端與曲柄303在第六下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺200在第六上節(jié)點處萬向連接;所述第一下節(jié)點和所述第二下節(jié)點形成第一下節(jié)點組，所述第三下節(jié)點與所述第四下節(jié)點形成第二下節(jié)點組，所述第五下節(jié)點和所述第六下節(jié)點形成第三下節(jié)點組，所述第一下節(jié)點組、所述第二下節(jié)點組和所述第三下節(jié)點組在所述基座100上的投影形成第一正三角形;所述第二上節(jié)點和所述第三上節(jié)點形成第一上節(jié)點組，所述第四上節(jié)點與所述第五上節(jié)點形成第二上節(jié)點組，所述第六上節(jié)點和所述第一上節(jié)點形成第三上節(jié)點組，所述第一上節(jié)點組、所述第二上節(jié)點組和所述第三上節(jié)點組形成第二正三角形；
[0071]所述第一正三角形以所述第一下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第一上節(jié)點組為頂點的高線呈0°-120°的夾角，所述第一正三角形以所述第二下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第二上節(jié)點組為頂點的高線呈0°_120°的夾角，所述第一正三角形以所述第三下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第三上節(jié)點組為頂點的高線呈0°-120°的夾角。
[0072]優(yōu)選地，上述各夾角為60°，當夾角為60°時能夠使機構(gòu)的運動最為順暢和平衡，具有較好的運動性能。
[0073]具體地，所述連桿304的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄303萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺200萬向連接。
[0074]在工作過程中，將六組驅(qū)動裝置300依次命名為第一驅(qū)動裝置至第六驅(qū)動裝置，當單獨某一個驅(qū)動裝置或者相鄰的兩個、三個、四個、五個驅(qū)動裝置運動時，可驅(qū)動平臺200實現(xiàn)傾斜或俯仰運動，當六個電機301同步運動，平臺200可實現(xiàn)升降運動；當?shù)谝或?qū)動裝置、第三驅(qū)動裝置和第五驅(qū)動裝置做同步運動時或者第二驅(qū)動裝置、第四驅(qū)動裝置和第六驅(qū)動裝置做同步運動時可以實現(xiàn)平臺200偏航運動；當?shù)谝或?qū)動裝置和第四驅(qū)動裝置做同步運動、或者第二驅(qū)動裝置和第五驅(qū)動裝置做同步運動、或者第三驅(qū)動裝置和第六驅(qū)動裝置做同步運動，可實現(xiàn)平臺200的前后或者左右移動運動，此時，如果另外四個電機301按照預(yù)設(shè)的算法運動則可以實現(xiàn)平臺200的左右或前后移動運動。
[0075]本實用新型提供的用于模擬仿真的二、三、四、六自由度運動平臺，均采用電機301帶動曲柄連桿機構(gòu)的形式實現(xiàn)傳動，并通過驅(qū)動裝置設(shè)置數(shù)量、位置以及連桿在平臺200上的安裝位置的組合，實現(xiàn)傾斜、俯仰、偏航、升降、移動等多種平臺200動作；與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了傳統(tǒng)伺服電動缸的高度調(diào)整范圍和閾值限制，提高了平臺200的高度調(diào)整范圍和高度下降幅度，從而擴展了平臺200的適用范圍；并且，通過設(shè)置減速機302，使得輸出加速度的大小可根據(jù)工況要求調(diào)整，使加速度滿足使用需求，并能夠調(diào)整扭矩，以提高平臺200的承載能力；并且降低了工作噪音，延長了使用壽命，提高了承載能力，保證了機構(gòu)運動順滑，進而提高了運動平臺的使用性能，使之能夠在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更有效的應(yīng)用。
[0076]應(yīng)當理解的是，文中各處所述“萬向連接”是指，以相關(guān)部件的連接點為原點，能夠在各個方向?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)角度內(nèi)的自由轉(zhuǎn)動，該萬向連接應(yīng)該是普通萬向聯(lián)軸器即能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)動方向范圍。
[0077]優(yōu)選地，上述各處所涉減速機均可以采用行星減速機或者其他類型的減速機，只要能夠?qū)崿F(xiàn)變速、提高扭矩的作用即可。
[0078]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0079]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0080]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0081]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0082]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。
[0083]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1.一種用于模擬仿真的二自由度運動平臺，其特征在于，包括:基座(100)、設(shè)置于所述基座(100)上方的平臺(200)、安裝于所述基座(100)與所述平臺(200)之間的驅(qū)動裝置(300)，以及安裝于所述基座(100)與所述平臺(200)之間的支撐桿(400);所述支撐桿(400)的下端安裝于所述基座(100)，其上端在第三支點處與所述平臺(200)萬向連接； 所述驅(qū)動裝置(300)包括安裝于基座(100)的電機(301)、與所述電機(301)的輸出軸傳動連接的減速機(302)、與所述減速機(302)的輸出端傳動連接的曲柄(303)，和與所述曲柄(303)遠離所述電機(301)的一端連接的連桿(304)，所述連桿(304)的一端以預(yù)設(shè)角度與所述曲柄(303)可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端與所述平臺(200)萬向連接； 所述驅(qū)動裝置(300)為兩組，其中一組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺(200)在第一支點處相連接，另一組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺(200)在第二支點處相連接;所述第一支點、所述第二支點和所述第三支點在所述平臺(200)上形成三角形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度運動平臺，其特征在于，所述連桿(304)與所述曲柄(303)相樞接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二自由度運動平臺，其特征在于，所述支撐桿(400)通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺(200)萬向連接；所述連桿(304)通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺(200)萬向連接。4.一種用于模擬仿真的三自由度運動平臺，其特征在于，包括:基座(100)、設(shè)置于所述基座(100)上方的平臺(200)，以及安裝于所述基座(100)與所述平臺(200)之間的驅(qū)動裝置(300); 所述驅(qū)動裝置(300)包括安裝于基座(100)的電機(301)、與所述電機(301)的輸出軸傳動連接的減速機(302)、與所述減速機(302)的輸出端傳動連接的曲柄(303)，和與所述曲柄(303)遠離所述電機(301)的一端連接的連桿(304)，所述連桿(304)的一端以預(yù)設(shè)角度與所述曲柄(303)可轉(zhuǎn)動地連接，其另一端與所述平臺萬向連接； 所述驅(qū)動裝置(300)為三組，其中第一組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺在第一連接點處相連接，第二組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺在第二連接點處相連接，第三組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺在第三連接點處相連接;所述第一連接點、所述第二連接點和所述第三連接點在所述平臺上形成三角形。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三自由度運動平臺，其特征在于，所述第一連接點、所述第二連接點和所述第三連接點在所述平臺上形成的三角形為等腰三角形，且所述等腰三角形在底邊上的高線位于所述平臺的同向中軸線上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三自由度運動平臺，其特征在于，所述連桿(304)與所述曲柄(303)相樞接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三自由度運動平臺，其特征在于，所述連桿(304)的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄(303)萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺(200)萬向連接。8.—種用于模擬仿真的四自由度運動平臺，其特征在于，包括:基座(100)、設(shè)置于所述基座(100)上方的平臺(200)，以及安裝于所述基座(100)與所述平臺(200)之間的驅(qū)動裝置(300); 所述驅(qū)動裝置(300)包括安裝于基座(100)的電機(301)、與所述電機(301)的輸出軸傳動連接的減速機(302)、與所述減速機(302)的輸出端傳動連接的曲柄(303)，和與所述曲柄(303)遠離所述電機(301)的一端連接的連桿(304)，所述連桿(304)的一端與所述曲柄(303)樞接或萬向連接，其另一端與所述平臺(200)萬向連接； 所述驅(qū)動裝置(300)為四組，其中第一組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺(200)在第一安裝點處相連接，第二組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺(200)在第二安裝點處相連接，第三組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺(200)在第三安裝點處相連接，第四組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)與所述平臺(200)在第四安裝點處相連接;所述第一安裝點、所述第二安裝點、所述第三安裝點和所述第四安裝點在所述平臺(200)上形成四邊形。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的四自由度運動平臺，其特征在于，所述連桿(304)的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄(303)萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺(200)萬向連接。10.—種用于模擬仿真的六自由度運動平臺，其特征在于，包括:基座、設(shè)置于所述基座上方的平臺(200)，以及安裝于所述基座與所述平臺(200)之間的驅(qū)動裝置(300); 所述驅(qū)動裝置(300)包括安裝于基座的電機(301)、與所述電機(301)的輸出軸傳動連接的減速機(302)、與所述減速機(302)的輸出端傳動連接的曲柄(303)，和與所述曲柄(303)遠離所述電機(301)的一端連接的連桿(304)，所述連桿(304)的一端與所述曲柄(303)萬向連接，其另一端與所述平臺(200)萬向連接； 所述驅(qū)動裝置(300)為六組，其中第一組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)之一端與曲柄(303)在第一下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺(200)在第一上節(jié)點處萬向連接，第二組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)之一端與曲柄(303)在第二下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺(200)在第二上節(jié)點處萬向連接，第三組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)之一端與曲柄(303)在第三下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺(200)在第三上節(jié)點處萬向連接，第四組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)之一端與曲柄(303)在第四下節(jié)點處萬向連接，其另一端與所述平臺(200)在第四上節(jié)點處萬向連接，第五組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)之一端與曲柄(303)在第五下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺(200)在第五上節(jié)點處萬向連接，第六組所述驅(qū)動裝置(300)的連桿(304)之一端與曲柄(303)在第六下節(jié)點萬向連接，其另一端與所述平臺(200)在第六上節(jié)點處萬向連接； 所述第一下節(jié)點和所述第二下節(jié)點形成第一下節(jié)點組，所述第三下節(jié)點與所述第四下節(jié)點形成第二下節(jié)點組，所述第五下節(jié)點和所述第六下節(jié)點形成第三下節(jié)點組，所述第一下節(jié)點組、所述第二下節(jié)點組和所述第三下節(jié)點組在所述基座(100)上的投影形成第一正三角形； 所述第二上節(jié)點和所述第三上節(jié)點形成第一上節(jié)點組，所述第四上節(jié)點與所述第五上節(jié)點形成第二上節(jié)點組，所述第六上節(jié)點和所述第一上節(jié)點形成第三上節(jié)點組，所述第一上節(jié)點組、所述第二上節(jié)點組和所述第三上節(jié)點組在所述基座(100)上的投影形成第二正三角形； 所述第一正三角形以所述第一下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第一上節(jié)點組為頂點的高線呈0°-120°的夾角，所述第一正三角形以所述第二下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第二上節(jié)點組為頂點的高線呈0°_120°的夾角，所述第一正三角形以所述第三下節(jié)點組為頂點的高線，與所述第二正三角形以所述第三上節(jié)點組為頂點的高線呈0°-120°的夾角。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的六自由度運動平臺，其特征在于，各所述夾角均為60°。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的六自由度運動平臺，其特征在于，所述連桿(304)的一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述曲柄(303)萬向連接，其另一端通過萬向聯(lián)軸器、魚眼桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克鉸接中的一者與所述平臺(200)萬向連接。
【文檔編號】B25H1/00GK205630523SQ201620490643
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】唐姍姍, 孫作成, 王小龍
【申請人】唐姍姍