本技术涉及运动模拟器领域,更具体地,本技术涉及一种四自由度的运动模拟装置。
背景技术:
1、运动模拟器是一种将直线运动和旋转运动组合,实现模拟三维运动的装置。空间中的物体的运动由如下运动的组合构成:沿着前后方向(y轴)、左右方向(x轴)及上下方向(z轴)的直线运动;具体而言,运动包括将y轴作为旋转中心的侧倾摇摆(rolling)旋转运动;将x轴作为旋转中心的俯仰摇摆(pitching)旋转运动;以及将z轴作为旋转中心的平转摇摆(yawing)旋转运动。
2、运动模拟器不仅可以实现飞行模拟或驾驶模拟等,而且近来还被广泛使用为游戏用模拟器或剧场用模拟器,以体验三维环境。现有技术的四自由度运动模拟器,存在工作空间小,结构复杂且成本高昂的问题,且大部分四自由度运动模拟器难以实现平转摇摆的动作,在模拟驾驶等应用场景下具有局限性。
技术实现思路
1、本实用新型克服了现有技术的不足,提供一种三旋转运动一直线运动的四自由度的运动模拟装置,以期望可以解决现有四自由度运动模拟装置结构复杂且工作空间局限的问题。
2、为解决上述的技术问题,本实用新型采用以下技术方案:
3、一种四自由度的运动模拟装置,包括,固定底盘、执行器单元、动平台;
4、所述执行器单元包括2个高自由度铰接的执行器、2个低自由度铰接的执行器;
5、所述高自由度铰接的执行器包括十字万向铰链、伸缩装置、万向球铰链,所述十字万向铰链连接伸缩装置和固定底盘,所述万向球铰链连接伸缩装置和动平台;
6、所述低自由度铰接的执行器包括单自由度旋转铰链、伸缩装置、可旋转十字万向铰链,所述单自由度旋转铰链连接伸缩装置和固定底盘,所述可旋转十字万向铰链连接伸缩装置和动平台;
7、所述动平台包括横轴、竖轴,所述横轴竖轴连接呈t字形,所述高自由度铰接的执行器分别与动平台横轴两端点连接,所述低自由度铰接的执行器与动平台竖轴端点连接。
8、在需要运动模拟时,将需要模拟运动的负载固定于动平台上,然后可以通过控制执行器单元的动作实现四个自由度的运动。在模拟运动过程中,只需要对执行器单元的长度进行控制即可,即控制四个伸缩装置的动作步调,方向和动作量。
9、进一步的技术方案为,所述固定底盘包括,型材、u型结构件;
10、所述u型结构件有两条,呈平行设置,所述高自由度铰接的执行器安装于其中一条u型结构件上,所述低自由度铰接的执行器安装于另一条u型结构件上;
11、所述型材与u型结构件连接。
12、u型结构件方便于所述执行器单元的安装,为了固定两个u型结构件,使用型材将u型结构件位置固定,其中,型材可以采用一条或者多条。
13、更进一步的技术方案为,所述伸缩装置具体为电动缸。
14、更进一步的技术方案为,所述横轴中部下沉,所述竖轴与横轴连接段下沉。
15、这里将横轴中部以及竖轴与横轴连接段进行下沉设置,使得在动平台上安装模拟运动组件后,负载重心会低于运动平面,以取得更好的运动模拟效果。同时,低重心的设置,也更安全,且易于操作。
16、更进一步的技术方案为,所述动平台上设置有固定装置。
17、所述固定装置主要用于模拟运动组件的固定。
18、与现有技术相比,本实用新型至少具有以下有益效果:本实用新型通过控制执行器单元的动作以实现动平台四个自由度的较大空间运动。在需要进行平转摇摆(yawing)旋转运动时,可以通过控制低自由度铰接的执行器同时做相反的伸缩运动,并保持高自由度铰接的执行器不动作实现。解决了现有的四自由度运动模拟器难以执行平转摇摆(yawing)旋转运动的问题,提高了模拟驾驶等应用场景下的模拟效果。
19、本实用新型同时具备结构简单,占地空间小,且运动负载低重心的优点。
1.一种四自由度的运动模拟装置,其特征在于,包括,固定底盘、执行器单元、动平台;
2.如权利要求1所述的一种四自由度的运动模拟装置,其特征在于,所述固定底盘包括,型材、u型结构件;
3.如权利要求1所述的一种四自由度的运动模拟装置,其特征在于,所述伸缩装置具体为电动缸。
4.如权利要求1-3任意一条所述的一种四自由度的运动模拟装置,其特征在于,所述横轴中部下沉,所述竖轴与横轴连接段下沉。
5.如权利要求1所述的一种四自由度的运动模拟装置,其特征在于,所述动平台上设置有固定装置。