三自由度机载仿真运动平台的制作方法

本实用新型涉及一种机载仿真运动平台，尤其涉及一种三自由度机载仿真运动平台。

背景技术：

目前，在设备仿真、远程作业、场景模拟游戏等领域中，越来越广泛地引入多种自由度的运动平台。而现有的多自由度运动平台大致包括平台、驱动该平台做出不同动作的伺服电动缸或者液压缸，和控制该伺服电动缸运动的主控单元；其中，伺服电动缸或者液压缸设置多个，平台与各伺服电动缸传动连接，且伺服电动缸的伸缩杆与平台之间形成支点，通过活塞杆的伸缩调节各支点的高度，以改变所述平台的姿态。

但是，由于伺服电动缸的驱动速度较慢，加速度较小且无法调整，导致无法模拟如剧烈震动、瞬间失重等加速度较快的场景，限制了运动平台的适用范围；现有技术中的伺服电动缸大都竖直方向布置，支点调整的高度受限于活塞杆的伸缩行程和伺服电动缸的自身高度，导致平台调整高度和角度均受到限制，无法满足使用需求。同时，使用过程中，还有空间运动角度存在限制，不能自锁，磁性开关限位不可靠等问题。

而一般的减速机传动的方式，由于平台冲击惯性大，会随着磨损而使平台出现很大程度的晃动，维护难度大等问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种三自由度机载仿真运动平台，该平台能实现更大的空间运动角度和运动范围以及更丰富的空间运动姿态。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种三自由度机载仿真运动平台，包括底座、基座和支撑盘，所述基座通过螺杆组安装在底座上，基座上设置有外齿式回转支承，所述外齿式回转支承的外齿圈与基座通过螺杆组连接，其内齿圈与支撑盘也通过螺杆组连接，且与外齿式回转支承外圈啮合的还有一小齿轮；所述支撑盘上还设置有涡轮减速机和伺服电机，涡轮减速机与伺服电机连接，所述小齿轮与涡轮减速机连接，实现自锁；上述结构通过齿轮传动能实现仿真平台的Z轴的360°旋转。

位于支撑盘上还设置有立柱和电动缸，所述立柱的一端固定在支撑盘上，另一端端部分别设置有控制柜和横梁，所述横梁的一端安装在立柱端部，其另一端端部通过连接盘与座椅骨架相连；所述电动缸的一端固定安装在支撑盘上，另一端安装在座椅骨架上，且与电动缸相连的还有一减速机；上述结构的电动缸实现了仿真平台X轴一定角度的旋转。

位于连接盘上还设置有大链轮、辅助链轮以及小链轮，所述大链轮、辅助链轮和小链轮相互配合使用；所述大链轮上还设置有回转支承，且大链轮与回转支承的外圈通过螺杆组连接，回转支承的内圈与回转座通过螺杆组连接；所述回转座与座椅骨架连接，且回转座上还设置有伺服电机一和涡轮减速机一，所述伺服电机一与涡轮减速机一连接；所述骨架座椅的下方设置有机箱；上述结构的座椅旋转结构实现了Y轴的360°旋转。

作为优选，所述支撑盘下方还设置有行程开关，所述连接盘上设置有行程开关一。

作为优选，所述电动缸的两端分别通过电缸铰链销固定在连接盘和支撑盘上，所述横梁的端部通过横梁铰链销与连接盘连接。

本实用新型的有益效果：本专利的运动平台实现了更大的空间运动角度和运动范围以及更丰富的空间运动姿态，且不局限与某一区域；结构稳定，基座旋转机构和座椅旋转机构的连接，采用结构刚性较大的电动缸传动，安全性高，结构刚性大；360°旋转机构采用减速机-齿轮传动、减速机-链轮链条传动，结构稳定、加速度大且易调整、机动性快、控制安全可靠、寿命高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

其中：1.底座，2.基座，3.支撑盘，4.外齿式回转支承，5.小齿轮，6.涡轮，7.伺服电机，8.立柱，9.电动缸，10.控制柜，11.横梁，12.连接盘，13.座椅骨架，14.减速机，15.大链轮，16.辅助链轮，17.小链轮，18.回转支承，19.回转座，20.伺服电机一，21.涡轮减速机一，22.机箱，23.行程开关，24.行程开关一，25.电缸铰链销，26.横梁铰链销，27.伺服电机二。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一种三自由度机载仿真运动平台，包括底座、基座2和支撑盘3，所述基座2通过螺杆组安装在底座1上，基座2上设置有外齿式回转支承4，所述外齿式回转支承4的外齿圈与基座2通过螺杆组连接，其内齿圈与支撑盘3也通过螺杆组连接，且与外齿式回转支承4外圈啮合的还有一小齿轮5；所述支撑盘3上还设置有涡轮减速机6和伺服电机7，涡轮减速机6与伺服电机7连接，所述小齿轮5与涡轮减速机6连接，实现自锁；上述结构通过齿轮传动能实现仿真平台的Z轴的360°旋转。

位于支撑盘3上还设置有立柱8和电动缸9，所述立柱8的一端固定在支撑盘3上，另一端端部分别设置有控制柜10和横梁11，所述横梁11的一端安装在立柱8端部，其另一端端部通过连接盘12与座椅骨架13相连；所述电动缸9的一端固定安装在支撑盘3上，另一端安装在座椅骨架13上，且与电动缸9相连的还有一减速机14；上述结构的电动缸实现了仿真平台X轴一定角度的旋转。

位于连接盘12上还设置有大链轮15、辅助链轮16以及小链轮17，所述大链轮15、辅助链轮16和小链轮17相互配合使用；所述大链轮15上还设置有回转支承18，且大链轮15与回转支承18的外圈通过螺杆组连接，回转支承18的内圈与回转座19通过螺杆组连接；所述回转座19与座椅骨架13连接，且回转座19上还设置有伺服电机一20和涡轮减速机一21，所述伺服电机一20与涡轮减速机一21连接；所述骨架座椅13的下方设置有机箱22；上述结构的座椅旋转结构实现了Y轴的360°旋转。

所述支撑盘3下方还设置有行程开关23，所述连接盘12上设置有行程开关一24。所述电动缸9的两端分别通过电缸铰链销25固定在连接盘12和支撑盘3上，所述横梁11的端部通过横梁铰链销26与连接盘12连接。

其工作过成为：该仿真平台可以实现X、Y、Z轴的旋转，具体体现为：

Z轴的旋转：由支撑盘3的旋转通过与小齿轮5围绕外齿式回转支承4外圈齿轮周转，实现Z轴旋转；行程开关23反馈回转信号；其结构简单，装配方便，使得空间姿态不再局限于局部，空间运动角度大大增加；采用行程开关，相比于伺服电缸中采用的磁性开关限位，更加可靠安全。

X轴的旋转：由支撑盘3、立柱8、横梁11、连接盘12、电动缸9组成了摇杆滑块机构；通过调整两个电缸铰链销25和横梁铰链销26这三个铰链销轴的位置，可获得不同大小的旋转角度，极大的扩展空间运动角度。

Y轴旋转：由小链轮17通过链传动，带动回转座19绕回转支承18轴线回转，通过两个辅助链轮16张紧，可实现正反转，刚性较好，反应迅速，稳定性和安全性高。链条传动机构也可采用带轮传动机构代替。