[发明专利]六自由度运动六足模拟组件

说明书

本发明涉及一种六自由度运动六足模拟组件，其包含固定基底、包含负载承载结构体的可移动模拟平台以及六个线性驱动器，线性驱动器的上端通过三对二自由度接头与负载承载结构体相互连接，下端通过三对二自由度接头与固定基底相互连接。二自由度结构体包括两个可转动的枢轴装置，彼此以90°定向。一个枢轴装置贯穿另一个枢轴装置。在与负载承载结构体的连接处，一对接头的其中一个接头的中心通过负载承载结构体的一部分而与该对接头的另一个接头的中心分离。

技术领域

本发明涉及一种六自由度（six degree-of-freedom）运动六足模拟组件，所述组件包含基底、负载承载结构体和六个线性驱动器（linear actuators），所述线性驱动器具有上端和下端，上端通过三对二自由度接头连接至负载承载结构体，下端通过二自由度运动接头连接至基底。

背景技术

六足型模拟组件是已知的，并且例如在US3577659和US2007/0059668中描述的。这些组件能够在六自由度内移动，也被称作Stewart平台。这些平台通常被用于飞行模拟以训练飞行员。US2007/0059668描述了一种由六个线性驱动器支撑的可移动运动平台。所述六个驱动器在它们的上端被固定至轴承块。所述轴承块包含弹性材料以避免震动。所述轴承块自身被用螺栓固定至运动平台自身的下侧。

US3577659也描述了一种组件，其中六个驱动器通过六个3自由度运动接头被连接至负载承载结构体的下侧。

市售的Stewart平台，例如能够从Moog获得的平台（参看http://www.moog.com/products/motion-systems/motion-bases/），全部都具有用于接收接头的底座，其中所述底座被固定至负载承载结构体的下侧。

已知的六自由度运动模拟组件的一个缺点是，整个组件的重心相对较高。特别是当大型舱室（例如US2007/0059668的图5所示）被置于负载承载结构体的顶部时，重心将会处于相对于基底相对较高的高度。重心的高度越高，作用于驱动器的力越大。自从这些类型的平台在20世纪70年代被首次研发以来，一直都期望限制重心的高度。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度运动六足模拟组件，其中限制了重心的高度。这一目的通过一种六自由度运动六足模拟组件达到。所述模拟组件包含基底、负载承载结构体和六个线性驱动器，所述线性驱动器具有上端和下端，上端通过二自由度接头连接至负载承载结构体，下端通过二自由度接头连接至固定的基底。每个二自由度接头包含具有正交交叉的枢轴轴线的两个枢轴装置，其中一个枢轴装置贯穿另一个枢轴装置。所述二自由度接头被成对地连接至负载承载结构体。一对接头的其中一个通过负载承载结构体的一部分与这对接头的另一个分离，特别是有助于将重力和运动载荷从负载承载结构体传递至线性驱动器的那一部分。

这些措施使得它能够将负载承载结构体（通常为平台）悬挂于驱动器的枢转接头之间，而非将该结构置于这些接头的顶部。通过这种方式，所述负载承载结构体可以被置于等于或低于接头的高度，能够在使用期间改进力的分布。

申请人发现，通过根据本发明相对于负载承载结构体而安装接头，与本领域现有技术相比，重心的高度能够被降低。高度的下降甚至可以达到0.4 m或以上。这一重心的下降会减少作用于所述组件的力，降低能量消耗，并使得能够使用功率更低的驱动器。另外，在使用中位于负载承载结构体的顶部上（例如在舱室中，等等）的用户的眼点（eye point）会相对于所谓的运动平台质心（motion platform centroid, MPC）而降低。这会促进运动标记（motion cuing），亦即减少寄生加速（parasitic acceleration），因为MPC和用户眼点（例如飞行员眼点）之间的垂直距离被减少。MPC是由六个接头中心形成的六边形的几何中心。最后，因为整个组件以及可能的位于负载承载结构体顶部的舱室或其他结构的高度能够被降低，能够将所述组件置于具有较低天花板的建筑物内。

附图说明