一种六自由度并联动感平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种具有六自由度的并联动感平台，它能实现上下、左右、前后的平移和旋转。其承受负载大，运动平稳，操作方便，属于汽车模拟、运动仿真、科学实验技术领域。
【背景技术】
[0002]传统的动感平台中有采用二自由度、三自由度和六自由度的动感平台。在二自由度及三自由度中，由于自由度少，使用者的沉浸感、交互性及多感知性都较差，无法与六自由度动感平台相媲美。目前市面上六自由度动感平台多采用液压驱动，液压系统的造价高，不方便维修，并且容易污染环境；执行机构与上下平台连接处采用胡克铰连接，胡克铰连接的机构运动不平稳，对执行机构的冲击力较大；与胡克铰连接的上平台是一个平面，这就抬高了运动机构的重心，限制了机构运动的速度及加速度；传统动感平台的方向盘、刹车踏板等位置多是固定的，有的只有手动档，不能适应不同体型及操作习惯不同的人群。因此，传统的六自由度动感平台虽较二自由度和三自由度平台的沉浸感、交互性及多感知性有所提高，但还是受到了限制。
【实用新型内容】
[0003]1、目的:本实用新型的目的是提供了一种六自由度并联动感平台，它克服了现有技术中的缺点，增强操作者的模拟感受及机构可靠性。
[0004]2、技术方案:本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]一种六自由度并联动感平台，它包括显示装置1、操作平台5、上平台3、执行机构32、下平台21、控制系统33六部分组成；它们之间的位置连接关系是:显示装置I与操作平台5分别安置在上平台3上；执行机构32两端分别固定在上平台3和下平台21上；控制系统33位于下平台21内。
[0006]所述显示装置I由三块超窄边框27寸显示器2组成，三块显示器通过螺钉固定在上平台3的显示器支架4上；该显示器支架4是板条结构件。
[0007]所述操作平台5由座椅6、方向盘7、刹车油门离合踏板8、手动挡位9四部分组成，座椅6通过螺钉固定在上平台3的上平台支座主体10上，方向盘7固定在方向盘托11上，刹车油门离合踏板8 一端插进座椅6下部的孔内，通过螺纹手柄12拧紧，可进行长度的调整，手动挡位9安装在座椅6的侧面，也通过螺纹手柄12拧紧固定，也可进行长度的调整。
[0008]所述上平台3由上平台支座主体10、前端防尘盖13、左侧末端防尘盖14、右侧末端防尘盖15、后侧防尘盖16、显示器支架4、显示器支架连接板17、方向盘托11八部分组成，前端防尘盖13、左侧末端防尘盖14、右侧末端防尘盖15、通过螺钉固定在显示器支架4上，后侧防尘盖16通过侧面螺纹孔固定在上平台支架主体10上，显示器支架连接板17通过螺钉固定在显示器支架4上，方向盘托11固定在在显示器支架4下部的长条孔中，可进行高度的调整。
[0009]所述执行机构32由转动关节18、电动缸19、胡克铰20三部分组成，其上端固定在上平台3上，其下端固定在下平台21上，其中转动关节18 —端通过螺钉固定在上平台3/下平台21上，另一端与胡克铰20相连接，胡克铰20连接在电动缸19上，转动关节18由轴22、深沟球轴承23、止推轴承24、轴套25、挡圈26、精密径向锁紧螺母27六部分组成，止推轴承24安装在轴22的有法兰面的一侧，为不干扰止推轴承24与深沟球轴承23的转动，放入挡圈26使其与下面的深沟球轴承23隔开，由于实际运动中，轴22的转速不高，为方便安装，轴22与与深沟球轴承23、止推轴承24，深沟球轴承23、止推轴承24与轴套25之间配合均采用过渡配合，在轴套25的末端用精密径向锁紧螺母27拧紧；其中，深沟球轴承23、止推轴承24、、挡圈26、精密径向锁紧螺母27均为市购件，轴套25为带台阶的中孔筒状件，轴22为台阶轴。
[0010]所述下平台21是六边形结构件；它由下平台主体28及地脚29两部分组成，地脚29与下平台主体28采用螺纹连接，可提高下平台21的稳定性，下平台主体28是盒形结构件。
[0011]所述控制系统33由控制箱30、支撑柱31、各类电子元器件组成六边盒形结构件，显示装置I的电源线、视频线等可穿过支撑柱31与控制箱30内的电子元器件连接，从而实现控制。
[0012]本实用新型的工作原理及流程简介如下:
[0013]通电模拟软件运行后，显示装置I将模拟画面显示出来，操作者根据此信息来操纵操作平台5，如实现汽车的颠簸、转弯等动作，操作平台5将此信息传递给上位机PC，经过上位机PC的数据处理转换，一方面上位机PC将数据流处理后传递给运动控制卡，运动控制卡再将信号传递给相对应的驱动器，驱动器来控制各个电动缸伸长的长度、速度、加速度等来改变上平台的位姿，从而实现执行机构32将操作者的操纵信息转换为各个电动缸的运动，每个电动缸都有三个限位开关，分别对应电动缸的上极限位、零位、下极限位，来实现对电动缸的保护，并将信号反馈给运动控制卡，不至于超程；另一方面上位机PC把相应的信号处理后再通过显示装置显示出来，最终实现操作者模拟驾驶真实感受。流程图见图1。
[0014]3、优点及功效:与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0015]1.上平台中间安放座椅部分下凹，在保证运动空间的前提下，降低了上平台重心，使结构更紧凑，因而提高了机构的运动速度及加速度，可靠性大大提高。
[0016]2.执行机构在与上平台和下平台的连接部分都采用胡克铰加转动关节，即上下都可理解为球铰，也就是Stewart平台并联机构中SPS结构，该结构运动平稳，对电机的冲击力小，提高电动缸的使用寿命，大大增强了操作者的沉浸感、多感知性。
[0017]3.操作平台的刹车油门离合踏板、方向盘等长短或方向可调，能适应不同人群操作。
[0018]4.下平台加六个地脚，当动感平台在地面不平或过于光滑时提供平衡支撑和增大摩擦力，使平台运动平稳，不发生由惯性等引起的蹿动或晃动。
[0019]5.三块超窄边框27寸显示屏，使操作者在正常操作时，屏幕中心与视觉水平面夹角为±10°，符合人机工程学结构设计。
[0020]6.采用伺服电动缸驱动上平台运动，提高动感平台的运动精度。
【附图说明】
[0021]图1为六自由度并联动感平台工作原理流程图。
[0022]图2为六自由度并联动感平台整体图。
[0023]图3为六自由度并联动感平台显示装置整体图。
[0024]图4为六自由度并联动感平台操作平台整体图。
[0025]图5为六自由度并联动感平台上平台整体图。
[0026]图6为六自由度并联动感平台执行机构整体图。
[0027]图7为六自由度并联动感平台转动关节整体图。
[0028]图8为六自由度并联动感平台下平台整体图。
[0029]图9为六自由度并联动感平台控制系统整体图。
[0030]图中:1_显示装置2-显示器3-上平台4-显示器支架5-操作平台6_座椅
[0031]7-方向盘8-刹车离合油门踏板9-手动挡位10-上平台支座主体
[0032]11-方向盘托12-螺纹手柄13-前端防尘盖14-左侧末端防尘盖
[0033]15-右侧末端防尘盖16-后侧防尘盖
[0034]17-显示器支架连接板18-转动关节19-电动缸
[0035]20-胡克铰21-下平台22-轴23-深沟球轴承24-止推轴承
[0036]25-轴套26-挡圈27-精密轴向锁紧螺母28-下平台主体
[0037]29-地脚30-控制箱31-支撑柱32-执行机构
[0038]33-控制系统
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图，对本实用新型