[发明专利]一种冗余驱动的六自由度运动模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种冗余驱动的六自由度运动模拟器，适用于模拟真实设备运动姿态，并为操纵者提供动态感觉的场合。

背景技术

运动模拟器是模拟真实设备运动姿态，并为操纵者提供动态感觉的半实物仿真设备。近几年来随着计算机技术，系统仿真技术的发展，运动模拟器在技术上有了很大的进步并且广泛地应用于各行各业，如军事、交通运输、能源、教育及商业游戏等领域。运动模拟器可以有效的提高训练的舒适性和安全性，可以有效的提高训练效率，缩短培训周期。相应的运动模拟器的开发与研究有利于设计者发现设计缺陷与错误，降低研发成本。

目前运动模拟器采用的运动平台主要有串联式与并联式的。串联式运动模拟器的转动空间大但存在刚度差的问题，并联式运动模拟器刚度较串联式高，但由于受奇异，杆件干涉的影响，目前的并联式运动模拟器很难模拟出大角度转动状态。

发明内容

本发明要解决的问题是提供冗余驱动的六自由度运动模拟器，既满足运动模拟器的刚度要求又可实现运动模拟器的大角度转动状态。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种冗余驱动的六自由度运动模拟器，该模拟器包括：机架，第一至第八直线移动组件，复合运动组件，第一至第四连杆组件，竖向转动组件，座舱组件。

所述的第一至第六直线移动组件的第一至第六导轨架通过螺钉分别固定连接在机架上的六个凹槽中。

复合运动组件中横向支架的左端与第六直线移动组件中的第六滑块固定连接；复合运动组件中横向支架的右端与第五直线移动组件中的第五滑块固定连接。

第一至第四连杆组件中第一、第四、第七和第十连杆U形接头分别与第一至第四直线移动组件中的第一至第四滑块固定连接。

第一连杆组件中第二连杆十字轴一对相对的两端分别与座舱组件中第一横向转动接头中的第一、第二十字轴轴承内圈相配合。

第二连杆组件中第四连杆十字轴一对相对的两端分别与座舱组件中第一横向匹配接头中的第一、第二十字轴轴承内圈相配合。

第三连杆组件中第六连杆十字轴一对相对的两端分别与座舱组件中第二横向匹配接头中的第三、第四十字轴轴承内圈相配合。

第四连杆组件中第八连杆十字轴一对相对的两端分别与座舱组件中第二横向转动接头中的第三、第四十字轴轴承内圈相配合。

竖向转动组件中竖向转动支架与复合运动组件中第八挡板的外端面固定连接；竖向转动组件中竖向转动十字轴一对相对的两端分别与座舱组件中座舱U形接头的第一、第二十字轴轴承内圈相配合。

第一、第二直线移动组件在一个平面内，第二、第三直线移动组件在一个平面内，第三、第四、第五直线移动组件在一个平面内，第五、第六直线移动组件所在的平面垂直于第三、第四、第五直线移动组件所在的平面，第五、第六直线移动组件所在的平面。

本发明所具有的有益效果：

利用冗余驱动的并联机构多自由度和大刚度性质，提供了一种可以实现大角度转动的运动模拟器。该安装装置不但可以实现空间内的六自由度运动，而且可以利用冗余驱动并联机构的结构特性，提高了运动平台的承载能力，满足了大转角运动的要求。利用螺旋导轨传递动力，将电机的回转运动转换成为滑块相对于导轨架的平移运动，为运动模拟器座舱提供动力。本装置既可以满足运动模拟器大刚度的要求又能实现运动中的大角度转动，是一种新型的六自由度运动模拟器。

附图说明

图1为冗余驱动的六自由度运动模拟器结构示意图；

图2为冗余驱动的六自由度运动模拟器俯仰运动示意图；

图3为冗余驱动的六自由度运动模拟器翻滚运动示意图；

图4为第一直线移动组件爆炸示意图；

图5为复合运动组件结构示意图；

图6为第一连杆组件结构示意图；

图7为第二连杆组件结构示意图；

图8为第三连杆组件结构示意图；

图9为第四连杆组件结构示意图；

图10为图6的A1-A1剖面图；

图11为图6的A2-A2剖面图；

图12为图6的A3-A3剖面图；

图13为竖向转动组件结构示意图；

图14为图10的B1-B1剖面图；

图15为图10的B2-B2剖面图；

图16为座舱组件结构示意图；

图17为图13的C1-C1剖面图；

图18为图13的C2-C2剖面图；

图19为机架结构示意图；

图20为第一导轨架结构示意图；