[实用新型]三自由度电动伺服平台

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种适用于动感电影、仿真娱乐、模拟驾驶、虚拟现实等使用的三自由度电动伺服平台。

背景技术

三自由的平台可以实现俯仰、滚转、升降三个方向的空间位移，广泛应用于动感电影、仿真娱乐、模拟驾驶、虚拟现实等领域。

现有三自由度平台(如动感电影运动座椅设施ZL专利号94206426.7)普遍采用液压缸或气缸作为动作器，运动平台普遍采用三自由的空间连杆结构，平台精准度不高，响应速度慢。且液压伺服平台需要液压泵站提供动力，整个系统庞大，维护麻烦，泵站噪音大。气压系统除了具有液压系统响应速度慢、系统庞大、维护麻烦、噪音大等缺点外，由于气体的可压缩性，控制精度也非常低。

发明内容

为了克服现有的伺服液压平台和气动平台的不足，本实用新型通过如下方式实现的：

本实用新型的三自由度伺服电动平台，以伺服电动缸4作为动作器，伺服电机7做为能源安装在伺服电动缸4上，伺服电动缸4作为传动装置，将伺服电机7的旋转运动通过丝杆和丝杆副的机械运动转换为推杆的直线运动，所述电动平台包括3套电动伺服单元作动器，所述三个作动器呈三角布置在下平台底板8上，以竖直或倾斜方式支撑上平台的三点，每个作动器的上端通过球副连接件5与上平台2链接，作动器下端通过转动副连接件6与下平台底板8链接。

其中，每个作动器分别装有下限位传感器9，中位传感器10，上限位传感器11，当作动器的推杆直线运动到下限位传感器9所在位置时，下限位传感器9发出信号给控制系统，并强行将伺服电机向下旋转动作停止，从而实现“硬件下限位”；同理当作动器推杆直线运动到上限位传感器11所在位置时，通过上限位传感器11实现“硬件上限位”；当作动器推杆直线运动到中位时，通过中位传感器10发出信号给控制系统，使控制系统可以对该装置的整体姿态进行校正。

本实用新型的有益效果是，伺服电动缸和三自由度空间并联机构的结合，使得该平台与其他形式的平台比较具有运动精度高、承载能力高、刚度大、支链数目少、驱动器易于布置、有较好的操作灵巧性等独特优点。同时不需要额外额的动力源、维护简单、噪音低，还具有硬件限位和姿态校正功能，安全性高、姿态控制精度高等特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的立体结构图。

图2是本实用新型的顶视图。

图3是本实用新型的前视图。

图4是本实用新型的左视图。

图1中1.伺服电动缸I，2.上平台，3.伺服电动缸II，4.伺服电动缸III，5.球副连接件，6.转动副连接件，7.伺服电机，8.下平台底板，9.下限位传感器，10.中位传感器，11.上限位传感器。

具体实施方式

在图1中，伺服电机7接到控制指令，进行转动，通过伺服电动缸III 4内部的丝杆和丝杆副将机械运动转换为推杆的直线运动，电动缸III 4推杆端部与上平台通过球副连接件5联接，推杆运动从而带动上平台8运动。通过对称安装的三个6转动副连接件的约束和5球副连接件的共同作用，将三个伺服电动缸1、3、4的直线运动转换成上平台8的俯仰、滚转、升降三个方向的空间位移运动。

当伺服电动缸III 4的推杆运动到上下的极限位置时，位置传感器9会向控制系统发出信息，强制伺服电机停止运行，大大加强了整个平台的安全性；当推杆运动到中间位置时，位置传感器会发出信号，使系统对推杆的当前位置进行校正。

综上所述，通过控制系统的分别对伺服电动缸I 1，伺服电动缸II 3，伺服电动缸III 4进行控制，重复上面的运行过程和传感器的校正过程，使上平台8，根据要求精确的做出俯仰、滚转、升降等动作。