专利名称：六自由度动感复合模拟运动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大型多功能模拟设备，特别是指一种具有六自由度动感复合模拟运动系统。
随着人们生活水平的提高，人们对高水平、高刺激、娱乐性强的娱乐设备要求越来越高。各种模拟太空飞行、海底探险等普通人是难以身临其境的。目前，在国际上，有的国家将服务于军事、科研领域的、集高精尖技术的太空飞行、海底探险等训练模拟器应用到民用娱乐界，使一般人得以体验各种惊险、刺激的飞行探险过程。但由于此类设备结构复杂、体积庞大、造价颇高，且维修、操作更不方便，故造成了推广应用的难度。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、造价低、操作方便、安全可靠的具有六自由度动感复合模拟运动系统。
本实用新型的目的是这样实现的它主要由运动舱及支承结构、液压动力系统、计算机控制系统、伺服控制器、音视频系统组成，其特征在于在其运动舱的下部连接有上平台，其下方设有下平台，下平台用地角螺丝固定在地面上，上、下平台之间设有支承结构联结，支承结构是由六根液压伺服动作器将上下平台连接，连接点为上平台、下平台各三点，且三点呈等腰三角形分布，组成六支承杆支承结构，伺服控制器是由位移传感器、比较器、放大器、伺服阀构成的闭环控制系统，伺服阀与六根液压伺服动作器连接，位移传感器也与六根液压伺服动作器连接，并与比较器连接，比较器与放大器连接，放大器与伺服阀连接，液压动力系统与伺服阀连接，计算机控制系统为″586″类型机种，设有D/A、I/O接口，并与伺服控制器、音视频系统连接。
其中，音视频系统为宽银幕电影及六声道功放及大功率扬声器。
本实用新型的应用领域很广，娱乐方面只是它的一个应用。例如模拟太空旅行电影、音响播放太空旅行的内容，计算机同步控制，发出空间运动的6个动作器的指令，运动舱受控协调运动，使乘员感受身临其境，惊险刺激。
本实用新型可用于飞行模拟训练，如训练飞行员，将运动舱制成飞机形状，视景系统(电影)和操纵杆由计算机分析、控制，计算机根据操纵杆状态和飞行理论，发出运动舱运动指令，使舱内的人员感受到各种飞行状态，同时计算机可给出飞行员的成绩。
本实用新型还可进行地震模拟，潜艇模拟海底航行等。
本实用新型的优点在于模拟运动逼真，具有三个平动运动，三个转动运动，可模拟任何物体在空间的运动；图象清晰，采用70MM大屏幕电影，视角大，清晰度高；音响效果好，采用六声道音响系统，音域宽，功力大；成本低，低于同类产品的价格的1/3；安装方便，组合式联接方式；操作方便，按键少，全中文提示；攻耗低，人均耗电量为1.1-1.2KW/人；计算机系统动作控制，使图象、音响、座舱溶为一体，有机结合，使乘员备感真实，有强烈的逼真性，参与性、刺激性。
本实用新型还具有新颖美观，结构简单、造价低、操作方便、安全可靠等优点。
图1为本实用新型组成方框图。
图1-1为本实用新型的后视图。
图2为本实用新型伺服控制器控制环路组成方框图。
图3为本实用新型位移传感器电路原理图。
图4为本实用新型伺服控制器电路原理图。
图5为本实用新型伺服控制器电路原理图。
图6为本实用新型计算机接口电路原理图。
图7为本实用新型液压动力系统工作原理图。
以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的说明。
如
图1、
图1-1所示，本实用新型主要由运动舱1、支承结构4、液压动力系统14、计算机控制系统15、伺服控制器9、音视频系统16组成，其特征在于在运动舱1的下部连接有上平台2，其下方设有下平台3，下平台3用地角螺丝固定在地面上，上、下平台之间设有支承结构4联结，支承结构4是由六根液压伺服动作器5、5′、6、6′、7、7′将上下平台连接，连接点为上平台、下平台各三点，且三点呈等腰三角形分布，组成六支承杆支承结构。
图2为本实用新型伺服控制器控制环路组成方框图。其中，伺服控制器9是由位移传感器10、比较器11、放大器12、伺服阀13构成的闭环控制系统。
图3为本实用新型位移传感器10的电路原理图。其中，由OP8组成振荡器，经OP3和OP10放大，功放后，由OUT[JL]端输出到位移传感器10的初级，传感器10的次级由OP12输入；放大OP13,Q5,OP11组成解调器，解调信号经OP14A和OP14B放大后，由OUT[XH]端输出直流变送信号。
图4、图5为本实用新型伺服控制器9电路原理图。其中，由位移传感器10送来的直流反馈的位移信号从S-IN输入，来自计算机系统15的指令由O-IN输入，输出的驱动信号送到RL(伺服阀13),OP4；OP5(A,B)组成微积分电路，用于改善动态响应和静态响应误差，QP1为输入射随器，提高输入电阻，OP2为减法器，它将计算机系统15的指令与位移信号的差值放大，OP3(A,B)组成偏置电路，改变动作器1的零位置。OP6是伺服增益放大器，用于改变系统的响应、精度的一级驱动放大器OP7,Q2,Q4组成伺服阀放大驱动电路，Q1,Q3为保护电路元件，R27,RL,OP7组成负反馈电路改善系统的超调。由于伺服阀13与六根液压伺服动作器5、5′、6、6′、7、7′连接，接受计算机系统15发出的指令，控制液压动力系统14工作，推动六根液压伺服动作器5、5′、6、6′、7、7′动作，由于位移传感器10也与六根液压伺服动作器5、5′、6、6′、7、7′连接，并与比较器11连接，比较器11与放大器12连接，放大器12与伺服阀13连接，位移传感器10将动作后的信号变成直流电压送到比较器11进行分析，继而放大，并指示伺服阀13控制液压动力系统14的动作。
图6为本实用新型计算机接口电路原理图。其中，计算机控制系统15为″586″类型机种；设有D/A、I/O接口，并与伺服控制器9、音视频系统15、16连接，其中，U1,U2,U4,U3组成地址译码及逻辑控制电路，U8为定时器。用于准确地控制系统数据的接受与发送。U9是接口适配器用于计算机和外围的信号传递，U5,U10组成时钟振荡电路；U7是同步控制器，能准确地检测出图象同步信号，使计算机和电影画面同步。
图7为本实用新型液压动力系统14工作原理图。液压动力系统主要由吸油口滤油器17、球阀18、变量柱塞泵19、电机20、单向阀21、高压滤油器22、压差发讯器23、压力表开关24、压力表25、溢流阀26、电磁阀27、安全阀28、蓄能器29、冷却器30、液面计31、电接点温控制器32、空气滤清器33及液位控制继电器34组成。
权利要求1．一种六自由度动感复合模拟运动系统，主要由运动舱及支承结构、液压动力系统、计算机控制系统、伺服控制器、音视频系统组成，其特征在于在其运动舱的下部连接有上平台，其下方设有下平台，下平台用地角螺丝固定在地面上，上、下平台之间设有支承结构联结，支承结构是由六根液压伺服动作器将上下平台连接，连接点为上平台、下平台各三点，且三点呈等腰三角形分布，组成六支承杆支承结构；伺服控制器是由位移传感器、比较器、放大器、伺服阀构成的闭环控制系统，伺服阀与六根液压伺服动作器连接，位移传感器也与六根液压伺服动作器连接，并与比较器连接，比较器与放大器连接，放大器与伺服阀连接；液压动力系统与伺服阀连接；计算机控制系统为″586″类型机种，设有D/A、I/O接口，并与伺服控制器、音视频系统连接。
2．根据权利要求1所述的六自由度动感复合模拟运动系统，其特征在于所述的音视频系统为宽银幕电影及六声道功放及大功率扬声器。
专利摘要本实用新型涉及一种六自由度动感复合模拟运动系统,由运动舱及支承结构、液压动力系统、计算机控制系统、伺服控制器、音视频系统组成。本实用新型可以模拟太空飞行、海度探险等,使一般人得以体验各种惊险、刺激的飞行探险过程。本实用新型的优点在于:新颖美观,结构简单、造价低、操作方便、安全可靠。
文档编号G09B9/00GK2319877SQ98201198
公开日1999年5月19日 申请日期1998年2月23日 优先权日1998年2月23日
发明者张 杰, 刘福令, 金普发 申请人:北京凯明机电有限公司