一种四自由度混联运动平台及动感模拟装置的制作方法

本发明涉及少自由度运动平台领域，更具体地，涉及一种四自由度混联运动平台及动感模拟装置。

背景技术：

多自由度运动平台广泛地应用于工业生产、动感模拟等领域。例如为三自由度和四自由度的少自由度运动平台相对于六自由度的运动平台具有结构简单、造价低、工作空间大等特点，具有更为广阔的应用前景。

现有的少自由度运动平台多采用驱动单元斜支撑的方式驱动平台运动。上述驱动单元斜支撑是指驱动单元的驱动输出方向与底座之间始终具有一定的夹角。这种采用了驱动单元斜支撑的运动平台尺寸较大，占地空间大。此外，这种采用了驱动单元斜支撑的运动平台对其组成部件的要求高，直接导致的成本较高的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种四自由度混联运动平台的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种四自由度混联运动平台。

该四自由度混联运动平台包括底座、三自由度并联机构、低阶动平台、旋转串联机构和高阶动平台，其中，

所述三自由度并联机构包括至少三个第一驱动组件，所述第一驱动组件包括第一线性驱动单元、转动连接件和滑动件；

所述第一线性驱动单元被设置为沿竖直方向安装在所述底座上，所述第一线性驱动单元的驱动输出端被设置为通过所述转动连接件与所述滑动件转动连接，所述滑动件被设置为与所述低阶动平台滑动连接；

所述旋转串联机构包括第二线性驱动单元、传动件和旋转件，所述第二线性驱动单元被设置为安装在所述低阶动平台上，所述旋转件安装在所述低阶动平台和所述高阶动平台之间；

所述第二线性驱动单元的驱动输出端被设置为通过所述传动件与所述高阶动平台相连接，以使得所述第二线性驱动单元驱动所述高阶动平台，所述高阶动平台通过所述旋转件相对于所述低阶动平台作旋转运动。

可选地，所述转动连接件为杆端关节轴承；

所述杆端关节轴承的杆端与所述第一线性驱动单元的驱动输出端相连接，所述杆端关节轴承的关节轴承端与所述滑动件转动连接。

可选地，所述三自由度并联机构包括三个第一驱动组件；

各所述滑动件的滑动方向所在的直线相交于一点，且相邻所述滑动件的滑动方向所在的直线之间的夹角为120°。

可选地，所述滑动件包括下主体和上主体，其中，

所述下主体被设置为与所述转动连接件转动连接，所述下主体上设有滑槽；

所述上主体被设置为与所述低阶动平台固定连接，且所述上主体与所述滑槽滑动配合。

可选地，所述滑动件还包括左限位臂、右限位臂、左缓冲件和右缓冲件，其中，

所述下主体包括连接体和垫块，所述连接体与所述转动连接件转动连接，所述连接体上设有垫块安装槽，所述垫块安装于所述垫块安装槽中，所述滑槽位于所述垫块上；

所述左限位臂和所述右限位臂分别与所述上主体的两端相连接，所述左限位臂和所述右限位臂与所述下主体相对设置；

所述左缓冲件与所述左限位臂面对所述下主体的表面相连接，以在所述上主体沿着所述滑槽滑动时，所述左缓冲件与所述下主体的表面缓冲接触；

所述右缓冲件与所述右限位臂面对所述下主体的表面相连接，以在所述上主体沿着所述滑槽滑动时，所述右缓冲件与所述下主体的表面缓冲接触。

可选地，所述传动件包括拔叉和传动轴，其中，

所述拔叉与所述第二线性驱动单元的驱动输出端相连接，所述拔叉上设有传动孔；

所述传动轴被设置为安装在所述高阶动平台上；

所述传动轴的端部位于所述传动孔内，且所述传动轴的直径小于所述传动孔的孔径。

可选地，所述旋转件为轴承。

可选地，所述三自由度并联机构还包括支撑单元；

所述支撑单元包括转接板、固定件和缓冲块，其中，

所述第一线性驱动单元安装在所述转接板上，所述转接板通过所述固定件安装在所述底座上，所述缓冲块被设置为用于缓冲自所述第一线性驱动单元传递过来的振动。

可选地，每一个所述第一线性驱动单元安装在不同的所述支撑单元上。

根据本发明的第二方面，提供了一种动感模拟装置。

该动感模拟装置包括座椅、脚踏板和本发明的四自由度混联运动平台，其中，

所述座椅和脚踏板均安装在所述高阶动平台上。

本发明四自由度混联运动平台的三自由度并联机构通过至少三个第一驱动组件实现四自由度混联运动平台的三自由度运动。通过旋转串联机构实现四自由度混联运动平台的旋转运动。本发明的四自由度混联运动平台能够有效减小整个运动平台的体积，有利于降低成本。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明四自由度混联运动平台实施例的结构示意图。

图2为图1的爆炸图。

图3为本发明四自由度混联运动平台的滑动件实施例的结构示意图。

图4为图3的爆炸图。

图5为本发明四自由度混联运动平台的底座、三自由度并联机构和低阶动平台实施例的结构示意图。

图6为本发明四自由度混联运动平台的低阶动平台、旋转串联机构和高阶动平台实施例的结构示意图。

图7为图6的爆炸图。

图8为本发明动感模拟装置实施例的结构示意图。

图9为图8的爆炸图。

图中标示如下：

底座-1，三自由度并联机构-2，第一驱动组件-21，第一线性驱动单元-211，转动连接件-212，滑动件-213，下主体-2131，连接体-21311，垫块安装槽-213110，垫块-21312，滑槽-213120，上主体-2132，左限位臂-2133，右限位臂-2134，左缓冲件-2135，右缓冲件-2136，支撑单元-22，转接板-221，固定件-222，缓冲块-223，低阶动平台-3，旋转串联机构-4，第二线性驱动单元-41，传动件-42，拔叉-421，传动孔-4211，传动轴-422，旋转件-43，高阶动平台-5，座椅-6，脚踏板-7。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决少自由度运动平台存在的问题，本发明提供了一种四自由度混联运动平台。

如图1至图7所示，该四自由度混联运动平台包括底座1、三自由度并联机构2、低阶动平台3、旋转串联机构4和高阶动平台5。

三自由度并联机构2包括至少三个第一驱动组件21。根据需求，三自由度并联机构2可包括三个第一驱动组件21，或者三个以上第一驱动组件。

第一驱动组件21包括第一线性驱动单元211、转动连接件212和滑动件213。第一线性驱动单元211可实现直线运动的输出。第一线性驱动单元211可例如为电缸或气缸或液压缸等。

第一线性驱动单元211被设置为沿竖直方向安装在底座1上。该竖直方向通常是指垂直于底座1的用于安装第一线性驱动单元211的表面的方向。第一线性驱动单元211在底座1上的安装方式可通过螺栓连接等方式实现。第一线性驱动单元211具有驱动输出端，该驱动输出端是指直线运动输出的一端。第一线性驱动单元211的驱动输出端可例如为线性电机的输出轴。通过第一线性驱动单元211在底座1上的竖直安装，第一线性驱动单元211可输出沿着竖直方向的直线运动。

第一线性驱动单元211的驱动输出端被设置为通过转动连接件212与滑动件213转动连接。转动连接件212可例如为十字万向节或关节轴承等。通过转动连接件212，第一线性驱动单元211可驱动滑动件213实现转动运动。

滑动件213被设置为与低阶动平台3滑动连接，从而滑动件213可与低阶动平台3相对滑动。滑动件213通常具有与转动连接件212转动连接的一端，以及与低阶动平台3滑动连接的一端。滑动件213与低阶动平台3之间的滑动连接可通过在低阶动平台3上设置滑槽，滑动件213的一端与该滑槽滑动配合等方式实现。

滑动件213的具体形状结构可有多种选择。例如，滑动件213具有块状主体，该块状主体上设有与转动连接件213转动连接的吊耳，以及与低阶动平台3上的滑槽滑动配合的凸起。

第一线性驱动单元211沿着竖直方向输出直线运动，与第一线性驱动单元211相连接的转动连接件212被第一线性驱动单元211输出的直线运动所驱动。滑动件213相对于被驱动的转动连接件212转动。通过多个第一驱动组件21的独立运动，与滑动件213滑动配合的低阶动平台3在滑动件213的带动下实现三自由度运动。低阶动平台3的三自由度运动包括上下、左右和前后运动。

当四自由度混联运动平台应用于动感模拟装置时，低阶动平台3的三自由度运动可为升降、俯仰和翻滚运动。

旋转串联机构4包括第二线性驱动单元41、传动件42和旋转件43。第二线性驱动单元41可实现直线运动的输出。第二线性驱动单元41可例如为电缸或气缸或液压缸等。

第二线性驱动单元41被设置为安装在低阶动平台3上。第二线性驱动单元41在低阶动平台3上的安装方式可通过螺栓连接等方式实现。第二线性驱动单元41可直接安装在低阶动平台3上，或者，通过安装支架安装在低阶动平台3上。第二线性驱动单元41具有驱动输出端，该驱动输出端是指直线运动输出的一端。第二线性驱动单元41的驱动输出端可例如为线性电机的输出轴。

旋转件43安装在低阶动平台3和高阶动平台5之间。旋转件43可为轴承或者旋转轴等。旋转件43与低阶动平台3和高阶动平台5之间的安装根据旋转件43的具体结构确定。例如，当旋转件43为旋转轴时，旋转件43的一端与低阶动平台3固定连接，旋转件43的另一端与高阶动平台5转动连接。

第二线性驱动单元41的驱动输出端被设置为通过传动件42与高阶动平台5相连接，以使得第二线性驱动单元41驱动高阶动平台5。此时，高阶动平台5被驱动为：通过旋转件43相对于低阶动平台3作旋转运动。传动件43可将第二线性驱动单元41的直线运动转换为高阶动平台5的旋转运动。传动件43可例如为拔叉或者连杆等。

旋转串联机构4可实现高阶动平台5的旋转运动，结合低阶动平台3的三自由度运动，最终可实现四自由度混联运动平台的高阶动平台5的四自由度运动。上述四自由度运动包括上下、左右、前后和旋转运动。

当四自由度混联运动平台应用于动感模拟装置时，高阶动平台5的四自由度运动可为升降、俯仰、翻滚和偏航运动。

本发明四自由度混联运动平台的三自由度并联机构2通过至少三个第一驱动组件21实现四自由度混联运动平台的三自由度运动。通过旋转串联机构4实现四自由度混联运动平台的旋转运动。本发明的四自由度混联运动平台能够有效减小整个运动平台的体积，有利于降低成本。

此外，本发明四自由度混联运动平台的结构稳定、可靠，而且可以简化四自由度混联运动平台运动姿态的控制算法，得到更为精准的轨迹规划。

可选地，转动连接件212为杆端关节轴承。杆端关节轴承的杆端与第一线性驱动单元21的驱动输出端相连接，杆端关节轴承的关节轴承端与滑动件213转动连接。杆端与第一线性驱动单元21之间的连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。

进一步地，为了保护杆端关节轴承和滑动件213，可在滑动件213内设置衬套件。衬套件由耐磨材料制成。衬套件设置在滑动件213与杆端关节轴承相连接的安装孔内，也即是，衬套件位于滑动件213和杆端关节轴承之间。衬套件的设置有利于保护滑动件213，并且起到降噪的作用。此外，衬套件还有利于保证滑动件相对于杆端关节轴承转动幅度。

可选地，三自由度并联机构2包括三个第一驱动组件21。每个第一驱动件21的滑动件213的滑动方向所在的直线相交于一点，且相邻滑动件213的滑动方向所在的直线之间的夹角为120°。上述滑动件213的滑动方向是指滑动件213相对于低阶动平台3滑动的方向。这种结构的三自由度并联机构2结构稳定、可靠，而且可以简化低阶动平台3运动姿态的控制算法，得到更为精准的轨迹规划。

在本发明四自由度混联运动平台的一个实施例中，滑动件213包括下主体2131和上主体2132。下主体2131和上主体2132的形状结构可根据实际需求设置。例如，下主体2131和上主体2132均具有块状结构。或者，下主体2131和上主体2132均具有柱状结构。应当注意的是，本发明中的术语“上”、“下”仅仅表示了四自由度混联运动平台各部件之间的相对位置关系，而不代表其在最终器件中的位置形态，因此当对四自由度混联运动平台进行位移、翻转或者颠倒时，这一相对位置关系不会发生变化。

下主体2131被设置为与转动连接件212转动连接。当转动连接件212为杆端关节轴承时，下主体2131上可设有与杆端关节轴承的关节轴承端转动连接的孔状结构。下主体2131上设有滑槽213120。

上主体2132被设置为与低阶动平台3固定连接，且上主体2132与滑槽213120滑动配合。这样，与上主体2132固定连接在一起的低阶动平台3可随着上主体2132一起沿着滑槽213120相对于下主体2131滑动。上主体2132与低阶动平台3之间的固定连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。上主体2132与滑槽213120之间的滑动配合可通过上主体2132上的凸起与滑槽213120的滑动配合实现，或者，通过上主体2132的外表面与滑槽213120的滑动配合实现。

该实施例中的滑动件213滑动灵活，结构稳定，可靠性高。

进一步地，滑动件213还包括左限位臂2133、右限位臂2134、左缓冲件2135和右缓冲件2136。应当注意的是，本发明中的术语“左”、“右”仅仅表示了四自由度混联运动平台各部件之间的相对位置关系，而不代表其在最终器件中的位置形态，因此当对四自由度混联运动平台进行位移、翻转或者颠倒时，这一相对位置关系不会发生变化。

下主体2131包括连接体21311和垫块21312。连接体21311与转动连接件212转动连接。连接体21311上设有垫块安装槽213110，垫块21312安装于垫块安装槽213110中。垫块21312在垫块安装槽213110内的安装方式可例如为过盈配合或螺栓连接等。滑槽213120位于垫块21312上。连接体21311和垫块21312的设置有利于更方便地组装滑动件213，保证滑动件213的结构稳定性。

左限位臂2133和右限位臂2134分别与上主体2132的两端相连接，左限位臂2133和右限位臂2134与下主体2131相对设置。左右限位臂和上主体2132之间的连接可通过螺栓连接或销连接等方式实现。左限位臂2133和右限位臂2134可起到限制上主体2132的滑动行程的作用。

左缓冲件2135与左限位臂2133面对下主体2131的表面相连接，以在上主体2132沿着滑槽213120滑动时，左缓冲件2135与下主体2131的表面缓冲接触。当上主体2132在滑槽213120内滑动至左缓冲件2135与下主体2131的表面相接触时，左缓冲件2135受力发生弹性形变，从而起到保护滑动件213，避免产生异响的作用。此外，左缓冲件2135还有利于提高四自由度混联运动平台运行的平稳性。上述缓冲接触是指左缓冲件2135与下主体2131的表面相接触时，左缓冲件2135发生弹性形变，将下主体2131受到的力分散减弱。

右缓冲件2136与右限位臂2134面对下主体2131的表面相连接，以在上主体2132沿着滑槽213120滑动时，右缓冲件2136与下主体2131的表面缓冲接触。当上主体2132在滑槽213120内滑动至右缓冲件2136与下主体2131的表面相接触时，右缓冲件2136受力发生弹性形变，从而起到保护滑动件213，避免产生异响的作用。此外，右缓冲件2136还有利于提高四自由度混联运动平台运行的平稳性。上述缓冲接触是指右缓冲件2136与下主体2131的表面相接触时，右缓冲件2136发生弹性形变，将下主体2131受到的力分散减弱。

具体实施时，左缓冲件2135和右缓冲件2136通常由弹性材料制成，例如橡胶或硅胶等。左缓冲件2135和右缓冲件2136的形状结构可根据实际需求设置。例如，左缓冲件2135和右缓冲件2136具有截顶圆锥形状，该截顶圆锥的面积较小的底面面对下主体2131。又例如，左缓冲件2135和右缓冲件2136具有圆柱形状。再例如，左缓冲件2135和右缓冲件2136具有块状形状。通常，左缓冲件2135和右缓冲件2136对称设置。

该实施例中的滑动件213滑动灵活，结构稳定，可靠性高。

在本发明四自由度混联运动平台的另一个实施例中，传动件42包括拔叉421和传动轴4211。

拔叉421与第二线性驱动单元41的驱动输出端相连接。拔叉421和第二线性驱动单元41的驱动输出端之间的连接可通过螺纹连接或焊接等方式实现。拔叉421上设有传动孔4211。

传动轴422被设置为安装在高阶动平台5上。传动轴422与高阶动平台5之间的安装可通过螺纹连接或焊接等方式实现。具体实施时，传动轴422可例如为安装在高阶动平台5上的螺钉，该螺钉的头部朝向传动孔4211。或者，传动轴422可例如为插设在高阶动平台5上的销状结构。

传动轴422的端部位于传动孔4211内，且传动轴422的直径小于传动孔4211的孔径。这样，当拔叉421被第二线性驱动单元41所驱动时，拔叉421移动至传动孔4211的内壁与传动轴4211相接触，从而使得拔叉421施力给安装有传动轴422的高阶动平台5。通过旋转件42，高阶动平台5受力相对于低阶动平台3旋转。

通过选择拔叉421和传动轴422的相对位置，以及传动轴422的直径与传动孔4211的孔径之间的差值，可控制高阶动平台5的旋转角度。

这种结构的旋转串联机构4结构稳定、可靠，成本较低。而且可以简化四自由度混联运动平台运动姿态的控制算法，得到更为精准的轨迹规划。

可选地，旋转件43为轴承。轴承式的旋转件43旋转灵活，可靠性高。

在本发明四自由度混联运动平台的又一个实施例中，三自由度并联机构2还包括支撑单元22。

支撑单元22包括转接板221、固定件52和缓冲块223。第一线性驱动单元211安装在转接板221上。第一线性驱动单元211可通过其定子与转接板221固定连接，上述固定连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。转接板221通过固定件222安装在底座1上。固定件222可例如为螺栓或螺杆等。

具体实施时，可在转接板221上设置焊接螺母，通过固定件222与焊接螺母之间的螺纹配合，将转接板221和固定件222连接在一起；并通过固定件222与底座1的安装孔的螺纹配合，将转接板221安装在底座1上。

缓冲块223被设置为用于缓冲自第一线性驱动单元211传递过来的振动，以起到减振的作用。缓冲块223可设置在转接板221和底座1之间。缓冲块223通常由例如为橡胶等的弹性材料制成。第一线性驱动单元211传递过来的振动可包括第一线性驱动单元211自身的振动、第二线性驱动单元41的振动、低阶动平台3运动时的振动和高阶动平台5运动时的振动等。

支撑单元22的设置有利于提高本发明的四自由度混联运动平台结构的稳定性和可靠性。

具体实施时，所有的第一线性驱动单元211可安装在同一支撑单元22上。也即是，所有的第一线性驱动单元211安装在同一块转接板221上。

或者，可设置与第一线性驱动单元211的数量相同的支撑单元22，每一个第一线性驱动单元211安装在不同的支撑单元22上。也即是，每一个第一线性驱动单元211安装在不同的转接板221上。每一个支撑单元22均具有独立的转接板221、固定件222和缓冲块223。每一个第一线性驱动单元211安装在不同的转接板221上有利于进一步地增强减振的效果。

下面，以图2中示出的具体实施例为例，说明本发明的四自由度混联运动平台：

如图2中所示，该四自由度混联运动平台包括底座1、三自由度并联机构2、低阶动平台3、旋转串联机构4和高阶动平台5。

三自由度并联机构2包括三个第一驱动组件21和三个支撑单元22。第一驱动组件21包括第一线性驱动单元211、转动连接件212和滑动件213。第一线性驱动单元211被设置为沿竖直方向安装在底座1上。转动连接件212为杆端关节轴承。杆端关节轴承的杆端与第一线性驱动单元21的驱动输出端相连接，杆端关节轴承的关节轴承与滑动件213相连接。

滑动件213包括下主体2131、上主体2132、左限位臂2133、右限位臂2134、左缓冲件2135和右缓冲件2136。下主体2131包括连接体21311和垫块21312。连接体21311与转动连接件212转动连接。连接体21311上设有垫块安装槽213110，垫块21312安装于垫块安装槽213110中。上主体2132被设置为与低阶动平台3固定连接，且上主体2132与滑槽213120滑动配合。左限位臂2133和右限位臂2134分别与上主体2132的两端相连接，左限位臂2133和右限位臂2134与下主体2131相对设置。左缓冲件2135与左限位臂2133面对下主体2131的表面相连接，以在上主体2132沿着滑槽213120滑动时，左缓冲件2135与下主体2131的表面缓冲接触。右缓冲件2136与右限位臂2134面对下主体2131的表面相连接，以在上主体2132沿着滑槽213120滑动时，右缓冲件2136与下主体2131的表面缓冲接触。左缓冲件2135和右缓冲件2136具有截顶圆锥形状。

每个第一驱动组件21的上主体2132的滑动方向所在的直线相交于一点，且相邻上主体2132的滑动方向所在的直线之间的夹角为120°。

支撑单元22包括转接板221、固定件52和缓冲块223。每个第一线性驱动单元211安装在不同的转接板221上。转接板221通过固定件222安装在底座1上。缓冲块223设置在转接板221和底座1之间，以起到减振的作用。

旋转串联机构4包括第二线性驱动单元41、传动件42和旋转件43。第二线性驱动单元41被设置为安装在低阶动平台3上。旋转件43为轴承，其安装在低阶动平台3和高阶动平台5之间。

传动件42包括拔叉421和传动轴4211。拔叉421与第二线性驱动单元41的驱动输出端相连接。传动轴422被设置为安装在高阶动平台5上。传动轴422的端部位于传动孔4211内，且传动轴422的直径小于传动孔4211的孔径。

第一线性驱动单元211沿着竖直方向输出直线运动，与第一线性驱动单元211相连接的转动连接件212被第一线性驱动单元211输出的直线运动所驱动。滑动件213的下主体2131相对于被驱动的转动连接件212转动，下主体2131带动上主体2132沿着滑槽213120滑动。当上主体2132在滑槽213120内滑动时，左缓冲件2135和右缓冲件2136可与下主体2131的表面相接触。

第二线性驱动单元41的驱动输出端被设置为通过拔叉421和传动轴422将力传递至高阶动平台5。通过旋转件43，高阶动平台5相对于低阶动平台3作旋转运动。

通过多个第一驱动组件21的独立运动，与上主体2132固定连接的低阶动平台3在滑动件213的带动下实现三自由度运动。低阶动平台3的三自由度运动包括上下、左右和前后运动。通过旋转串联机构4可实现高阶动平台5的旋转运动。高阶动平台5可实现四自由度运动，包括上下、左右、前后和旋转运动。

如图8和图9所示，本发明还提供了一种动感模拟装置。

该动感模拟装置包括座椅6、脚踏板7和本发明的四自由度混联运动平台。

座椅6和脚踏板7均安装在高阶动平台5上。座椅6和脚踏板7在高阶动平台5上安装方式可通过本领域熟知的方式实现，例如，通过螺栓安装的方式实现。脚踏板7的设置有利于动感体验者更方便地座上座椅6。座椅6上进一步地可设置有安全带。

下面，以图9中示出的具体实施例为例，说明本发明的动感模拟装置：

如图9中所示，该动感模拟装置包括底座1、三自由度并联机构2、低阶动平台3、旋转串联机构4、高阶动平台5、座椅6和脚踏板7。

三自由度并联机构2包括三个第一驱动组件21。第一驱动组件21包括第一线性驱动单元211、转动连接件212和滑动件213。第一线性驱动单元211被设置为沿竖直方向安装在底座1上。转动连接件212为杆端关节轴承。杆端关节轴承的杆端与第一线性驱动单元21的驱动输出端相连接，杆端关节轴承的关节轴承与滑动件213相连接。

滑动件213包括下主体2131、上主体2132、左限位臂2133、右限位臂2134、左缓冲件2135和右缓冲件2136。下主体2131包括连接体21311和垫块21312。连接体21311与转动连接件212转动连接。连接体21311上设有垫块安装槽213110，垫块21312安装于垫块安装槽213110中。上主体2132被设置为与低阶动平台3固定连接，且上主体2132与滑槽213120滑动配合。左限位臂2133和右限位臂2134分别与上主体2132的两端相连接，左限位臂2133和右限位臂2134与下主体2131相对设置。左缓冲件2135与左限位臂2133面对下主体2131的表面相连接，以在上主体2132沿着滑槽213120滑动时，左缓冲件2135与下主体2131的表面缓冲接触。右缓冲件2136与右限位臂2134面对下主体2131的表面相连接，以在上主体2132沿着滑槽213120滑动时，右缓冲件2136与下主体2131的表面缓冲接触。左缓冲件2135和右缓冲件2136具有截顶圆锥形状。

每个第一驱动组件21的上主体2132的滑动方向所在的直线相交于一点，且相邻上主体2132的滑动方向所在的直线之间的夹角为120°。

支撑单元22包括转接板221、固定件52和缓冲块223。每个第一线性驱动单元211安装在不同的转接板221上。转接板221通过固定件222安装在底座1上。缓冲块223设置在转接板221和底座1之间，以起到减振的作用。

旋转串联机构4包括第二线性驱动单元41、传动件42和旋转件43。第二线性驱动单元41被设置为安装在低阶动平台3上。旋转件43为轴承，其安装在低阶动平台3和高阶动平台5之间。

传动件42包括拔叉421和传动轴4211。拔叉421与第二线性驱动单元41的驱动输出端相连接。传动轴422被设置为安装在高阶动平台5上。传动轴422的端部位于传动孔4211内，且传动轴422的直径小于传动孔4211的孔径。

座椅6和脚踏板7均安装在高阶动平台5上。

第一线性驱动单元211沿着竖直方向输出直线运动，与第一线性驱动单元211相连接的转动连接件212被第一线性驱动单元211输出的直线运动所驱动。滑动件213的下主体2131相对于被驱动的转动连接件212转动，下主体2131带动上主体2132沿着滑槽213120滑动。当上主体2132在滑槽213120内滑动时，左缓冲件2135和右缓冲件2136可与下主体2131的表面相接触。

第二线性驱动单元41的驱动输出端被设置为通过拔叉421和传动轴422将力传递至高阶动平台5。通过旋转件43，高阶动平台5相对于低阶动平台3作旋转运动。

通过多个第一驱动组件21的独立运动，与滑动件213滑动配合的低阶动平台3在滑动件213的带动下实现三自由度运动。低阶动平台3的三自由度运动包括上下、左右和前后运动。通过旋转串联机构4可实现安装在高阶动平台5上的座椅6的偏航运动。

安装在高阶动平台5上的座椅6可实现升降、俯仰、翻滚和偏航四自由度运动。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。