[发明专利]一种运动平台系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动平台系统，特别（但不仅仅）涉及一种用作模拟器（如飞机模拟器或陆用机动车模拟器）的一部分的运动平台系统。

背景技术

众所周知，模拟器可用于模拟飞机、陆用机动车（如赛车或拉力赛车），以及其他一些机械的运转方式。这种模拟器可用于培训或者娱乐，它通常包含有一个运动平台系统，该系统可支持一些设备，如飞行员或驾驶员的座椅以及关联控件。一个或多个显示屏代表了通过车辆挡风玻璃的视野。运动平台系统通过操控运动平台的移动来模拟加速对驾驶员或者飞行员产生的效果。这些模拟??效果与显示屏上的视图相协调，并可以模拟一些作用对驾驶员或飞行员产生的效果，如因重力产生的加速作用、因对控制系统输入一些外部信息（如路面情况或地势，或气流）所产生的离心、加速或者减速作用等。

US 2002/0055086公开了一个运动平台系统的例子，它包含一个由连接臂支撑的运动平台，通过该连接臂，运动可由电传动马达传输至平台。该传动马达接收来自控制模拟器的软件的信号，以移动平台至一系列的对应要实现的模拟效果的位置。 

US 2002/0055086公开了六轴运动平台系统，从而能够相对一个直角坐标参照系平移或旋转该平台。该系统具有六个自由度，即三个平移自由度和三个旋转自由度。 

通过可绕马达输出轴中轴作360 ^o转动的曲柄臂，马达得以作用于连接臂上。模拟器操作期间，连接臂对曲柄臂施加非常高的负荷，此时会对输出轴产生较大的弯矩 。此外，连接臂不仅能绕平行于输出轴的枢轴作相对于曲柄臂的转动，而且当运动平台在其他的连接臂作用下产生平移位移时，能随之作向内和向外的摆动。 

为了适应系统连接臂复杂的相互关联的运动，连接臂不可避免地以较长的形式存在，这导致运动平台距离系统底座的高度差相对较大。尽管有必要减少这一高度差，但这需要缩短连接臂的长度，这反过来又使连接臂要相对于对应的曲柄臂作进行更大范围的枢转运动。这可能会导致连接臂的运动包络（movement envelopes）与系统的其他部分相撞击。延伸连接曲柄臂与连接臂的曲柄销（crank pin）的长度可以减少撞击的风险，但这加大了由连接臂作用于驱动马达输出轴的弯矩上的力臂。这将增加支撑输出轴的轴承的负载，并由此可导致轴承过早损坏。这一问题的另一种解决方案是软件编程，以此来限制运动平台的位移范围，使其在不会导致控制臂和系统的其他部分相互干扰的位置范围内移动。但这降低了系统的活动性，并且还需要实际的硬挡块（hard stop），从而在由于部件故障或编程错误导致的超出可接受范围的运动包络发生时限制运动。

 

发明内容

由此，本发明的目的在于提供一种运动平台，该平台可被设计得具有降低的高度。本发明的目的是通过以下运动平台实现的。

本发明提供了一种运动平台系统，该系统包括由含有多个位移单元的位移机构支撑于底座上的运动平台，每个位移单元包括一个具有转动输出构件的驱动单元、一个能被输出构件驱动的曲柄臂、以及连接臂，所述连接臂在其相应末端通过第一和第二连接装置连接至曲柄臂和平台。所述第一连接装置包括一个位于远离输出部件所在轴的3-轴轴承。连接臂具有的结构使得连接臂的一部分横向偏离于在第一和第二连接装置之间延伸的直线。

申请人发现，通过使得连接臂的一部分横向偏离于在第一和第二连接装置之间延伸的直线，可缩短含有3-轴轴承的平面和驱动单元的平面（特别是驱动单元的轴承平面）之间的力矩臂。由于能够缩短这一力矩臂，弯曲力矩可显著减少，由此可以显著延长驱动单元尤其是它的轴承的使用寿命，同时可以降低平台高度。

所述的偏离是指，连接臂（该臂能对第一和第二连接装置上的力进行传递）偏离于在所述的两个位点之间的直线路线。偏离部分可具有任何形式。连接臂除偏离部分外会适当地沿着所述第一和第二连接装置的最短距离运作，使得两个连接装置可如图所示呈现于一个平面上。每个连接臂的偏离可适当地在轮廓上提供一个凹形区域，系统运作时，可通过该凹形区域容纳曲柄臂。具有凹形区域是优选的方案，因为它可以最小化连接臂所承受的应力。

运动平台在其使用中能够在运动包络中移动。不同部件应被设计使得在运动平台的移动包络中所有可能的位置上，连接臂和相应的曲柄臂，或者其它的系统部件相互之间都不接触。本发明尤其适用于下述的运动平台，该平台中第一和第二连接装置之间延伸的直线，将在运动包络中至少一个可能位置上穿过相应的曲柄臂或系统的其他部分。