专利名称：四自由度模拟驾驶仿真平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动感模拟驾驶设备，尤其是一种四自由度模拟驾驶仿真平台。
背景技术：
模拟驾驶设备通常被应用于游戏装置或驾驶练习装置中，其可以虚拟驾驶环境，使游戏参与者或驾驶学员感受到较为真实的娱乐体验或驾驶体验。现有的动感模拟驾驶设备按照空间结构通常分为两轴、三轴、六轴结构，两轴结构在空间内具有两个自由度，即X轴和Y轴的平移，三轴结构在空间内具有三个自由度，即X轴、Y轴和Z轴的平移，两轴和三轴结构较为传统，其在自由度表达方面略显不足，仿真效果较差。六轴的模拟驾驶设备通常被应用于航空航天和军事领域，其具有在X轴、Y轴、Z轴的平移自由度，以及绕X轴、Y轴、Z轴转动的自由度，由于六轴结构具有六个可控的自由度，虽然能够逼真的模仿驾驶场景，但其结构较为复杂，造价昂贵，很难推广应用。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在于提供一种四自由度模拟驾驶仿真平台，其结构简单，制作成本较低，且能够提供较为逼真的动感模拟效果。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:四自由度模拟驾驶仿真平台，包括固定台，位于固定台上方且与固定台平行的上平台，固定台的一端两侧分别设置有一第一下转座，第一下转座内枢接有一能够绕自身轴线转动的第一下转轴，固定台的另一端一侧设置有第二下转座，第二下转座内枢接有一能够绕自身轴线转动的第二下转轴，两第一下转轴的转动轴线与第二下转轴的转动轴线垂直；上平台上固定安装有位于两第一下转座中间部上方的第一上转座，第一上转座内枢接有两分别能够绕自身转轴转动的第一上转轴，两第一上转轴与第一下转轴平行，上平台上固定安装有位于第二下转座上方的第二上转座，第二上转座内枢接有一与第二下转轴平行且能够绕自身轴线转动的第二上转轴；固定台和上平台之间安装有两个第一电动缸，一个第二电动缸以及一个第三电动缸；两第一电动缸的缸体分别铰接于第一下转轴上，其二者的活塞杆上端部分别铰接于两第一上转轴；第二电动缸的缸体铰接于第二下转轴上，其活塞杆上端部铰接于第二上转轴；第三电动缸的缸体垂直的固定在固定台上，其活塞杆的上端部枢接于上平台，且第三电动缸的缸体与固定台的连接点与第二下转座位于固定台的同一端。第一电动缸的缸体上安装有用于带动其活塞杆的第一伺服电机；第二电动缸的缸体上安装有用于带动其活塞杆的第二伺服电机；第三电动缸的缸体上安装有用于带动其活塞杆的第三伺服电机。本实用新型的有益效果在于:相比于现有技术，本实用新型具有四个可以控制的自由度，能够较为真实的模拟驾驶场景，提供较为逼真的动感模拟效果，并且其结构简单，制作成本较低，有利于推广应用。
图1为本实用新型的立体图；图2为本实用新型的侧视图；其中:10、固定台；20、上平台；30、第一电动缸；31、缸体；32、活塞杆；33、伺服电机；34、缸座；35、第一下转座；36、第一下转轴；37、第一上转座；38、第一上转轴；40、第二电动缸；41、缸体；42、活塞杆；43、伺服电机；44、缸座；45、第二下转座；46、第二下转轴；47、第二上转座；48、第二上转轴；50、第三电动缸；51、缸体；52、活塞杆；53、伺服电机。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式
，对本实用新型做进一步描述:如图1、2所示，本实用新型的四自由度模拟驾驶仿真平台包括，固定台10和上平台20，上平台20位于固定台10的上方且与固定台10平行，固定台10可以固定在水平地面上，使其保持水平状态。在固定台10的一端两侧分别安装有一个第一下转座35,两第一下转座35上均通过轴承枢接有一第一下转轴36，两个第一下转轴36互相平行，且该两个第一下转轴36均能够绕自身的轴线转动；固定台10的另一端的一侧安装有一第二下转座45，第二下转座45上通过轴承枢接有一第二下转轴46，该第二下转轴46能够绕自身轴线转动，并且其转动轴线与第一下转轴36的转动轴线垂直。上平台20上固定安装有一个第一上转座37，该第一上转座37位于两个第一下转座中间位置的正上方，其上通过轴承枢接有两个互相平行的第一上转轴38，该两个第一上转轴38能够分别绕自身的转轴转动，并且两个第一上转轴38的转动轴线与第一下转轴36的转动轴线平行；上平台20远离第一上转座37的一端安装有位于第二下转座45上方的第二上转座47，该第二上转座47上通过轴承枢接有一第二上转轴48，第二上转轴48能够绕自身轴线转动，且其转动轴线与第二下转轴46的转动轴线平行。固定台10和上平台20之间安装有两个第一电动缸30，一个第二电动缸40以及一个第三电动缸50。第一电动缸30包括缸体31、活塞杆32、缸座34、伺服电机33,缸体31和伺服电机33均安装在缸座34上，伺服电机33用于带动活塞杆32沿着缸体31的轴向做伸缩运动，两第一电动缸30的缸座34分别铰接在两第一下转轴36上,从而使两第一电动缸30的缸体31与固定台10形成一个万向转动机构，两第一电动缸30的活塞杆32上端部分别铰接在两第一上转轴38上，从而使两活塞杆32与上平台20形成一个万向转动机构。两个第一电动缸30构成一个倒置的“V”字形支撑结构。第二电动缸40同样的包括缸体41、活塞杆42、缸座44、伺服电机43，缸体41和缸座44均安装在缸座44上，在伺服电机43的带动下，活塞杆42可沿着缸体41的轴向做伸缩运动，第二电动缸40的缸座44铰接在第二下转轴46上，从而使第二电动缸40的缸体41与固定台10形成一个万向转动机构，第二电动缸40的活塞杆42上端部则铰接在第二上转轴48上，使活塞杆42与上平台20形成一个万向转动机构。第三电动缸50的缸体51垂直的固定在固定台10上，其活塞杆52的上端部枢接于上平台20，缸体51上安装有用于带动活塞杆52做伸缩运动的伺服电机53。且第三电动缸50的缸体51与固定台10的连接点与第二下转座45位于固定台10的同一端。本实用新型在使用时，主要利用四个电动缸驱动上平台20，使上平台20能够达到模拟驾驶场景的效果，在运动过程中，四个电动缸中的一个或者多个运动，即能够带动上平台20运动，或者，四个电动缸同时运动，也可以驱使上平台20运动。工作时，由程序给出上平台20的姿态要求，通过软件控制将上平台20的姿态解算为对伺服电机的控制信号，将该信号输入给伺服控制卡，伺服控制卡将信号输送到伺服电机的驱动器，驱动器驱动伺服电机运动，从而驱使上平台20模拟不同的运动状态。在运动中，第一电动缸30和第二电动缸40驱动作用下，上平台20以第三电动缸50为轴线实现水平偏转。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
权利要求1.四自由度模拟驾驶仿真平台，其特征在于，包括固定台，位于固定台上方且与固定台平行的上平台，固定台的一端两侧分别设置有一第一下转座，第一下转座内枢接有一能够绕自身轴线转动的第一下转轴，固定台的另一端一侧设置有第二下转座，第二下转座内枢接有一能够绕自身轴线转动的第二下转轴，两第一下转轴的转动轴线与第二下转轴的转动轴线垂直；上平台上固定安装有位于两第一下转座中间部上方的第一上转座，第一上转座内枢接有两分别能够绕自身转轴转动的第一上转轴，两第一上转轴与第一下转轴平行，上平台上固定安装有位于第二下转座上方的第二上转座，第二上转座内枢接有一与第二下转轴平行且能够绕自身轴线转动的第二上转轴； 固定台和上平台之间安装有两个第一电动缸，一个第二电动缸以及一个第三电动缸； 两第一电动缸的缸体分别铰接于第一下转轴上，其二者的活塞杆上端部分别铰接于两第一上转轴； 第二电动缸的缸体铰接于第二下转轴上，其活塞杆上端部铰接于第二上转轴； 第三电动缸的缸体垂直的固定在固定台上，其活塞杆的上端部枢接于上平台，且第三电动缸的缸体与固定台的连接点与第二下转座位于固定台的同一端。
2.如权利要求1所述的四自由度模拟驾驶仿真平台，其特征在于，第一电动缸的缸体上安装有用于带动其活塞杆的第一伺服电机；第二电动缸的缸体上安装有用于带动其活塞杆的第二伺服电机；第三电动缸的缸体上安装有用于带动其活塞杆的第三伺服电机。
专利摘要四自由度模拟驾驶仿真平台，包括固定台，上平台，固定台的一端两侧分别设置有一第一下转座，固定台和上平台之间安装有两个第一电动缸，一个第二电动缸以及一个第三电动缸；两第一电动缸的缸体以万向转动的方式铰接于固定台，其二者的活塞杆以万向转动的方式铰接于上平台；第二电动缸的缸体以万向转动的方式铰接于固定台，其活塞杆以万向转动的方式铰接与上平台；第三电动缸的缸体垂直的固定在固定台上，其活塞杆的上端部枢接于上平台。相比于现有技术，本实用新型具有四个可以控制的自由度，能够较为真实的模拟驾驶场景，提供较为逼真的动感模拟效果，并且其结构简单，制作成本较低，有利于推广应用。
文档编号G09B9/02GK203055223SQ20132001708
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者王林百 申请人:王林百