專(zhuān)利名稱(chēng)：運(yùn)動(dòng)模擬器及相應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模擬運(yùn)載工具、特別是類(lèi)似直升機(jī)的飛行器的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模擬器。另外，本發(fā)明涉及一種用于模擬運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
用于模擬運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)的多軸串聯(lián)式機(jī)器人的使用是公開(kāi)的，例如見(jiàn)Nusseck/Teu-fel/Nieuwenhuizen/Biilthoff的“學(xué)習(xí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在直升機(jī)懸停模擬器中的訓(xùn)練轉(zhuǎn)換(Learning System Dynamics:Transfer of Training ina Helicopter HoverSimulator)”，AIAA 建模和仿真技術(shù)大會(huì)及展覽會(huì)(AIAAModeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit), 2008 年 8 月 18-21 日，火奴魯魯，夏威夷。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的是，使用所謂的斯圖爾特(Stewart)平臺(tái)來(lái)模擬運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)。然而，傳統(tǒng)的斯圖爾特平臺(tái)和多軸串聯(lián)式機(jī)器人都具有基本缺點(diǎn)，即，這些操作器的工作空間是有限的，因此模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速是困難的或者幾乎不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速的模擬。該目的通過(guò)一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的新的運(yùn)動(dòng)模擬器和對(duì)應(yīng)的方法來(lái)達(dá)到。本發(fā)明基于通過(guò)產(chǎn)生作用于操作人員的離心力來(lái)模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速的基本思想，其中，通過(guò)繞優(yōu)選垂直的旋轉(zhuǎn)軸、例如繞機(jī)器人基座旋轉(zhuǎn)多軸串聯(lián)式機(jī)器人來(lái)廣生尚心力。根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器包括多軸串聯(lián)式機(jī)器人，其包括可旋轉(zhuǎn)的基座軸。這種多軸串聯(lián)式機(jī)器人本身是眾所周知的并且可從市場(chǎng)上獲得，例如從德國(guó)公司庫(kù)卡機(jī)器人集團(tuán)(KUKA Roboter GmbH)獲得。另外，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器包括用于操作人員的座位，其中，所述座位加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人，因此所述座位在空間中能夠被所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人移動(dòng)，用于運(yùn)載工具的真實(shí)運(yùn)動(dòng)的模擬。就目前而言，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器與例如在前述的標(biāo)題為“學(xué)習(xí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在直升機(jī)懸停模擬器中的訓(xùn)練轉(zhuǎn)換(Learning SystemDynamics:Transfer ofTraining in a Helicopter Hover Simulator)，，的公開(kāi)文獻(xiàn)中公開(kāi)的傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模擬器對(duì)應(yīng)。然而，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器與傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模擬器的區(qū)別在于，其適于通過(guò)產(chǎn)生作用于在模擬器的座位中的操作人員的離心力來(lái)模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速。為此，多軸串聯(lián)式機(jī)器人的可旋轉(zhuǎn)的基座軸優(yōu)選地可無(wú)限制地旋轉(zhuǎn)，以使長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的離心力能夠不受任何時(shí)間限制地產(chǎn)生。因此，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器的可旋轉(zhuǎn)的基座軸與前述的傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模擬器的區(qū)別在于，其包括在可旋轉(zhuǎn)軸的可旋轉(zhuǎn)部件之間建立電連接的滑環(huán)，其中，所述滑環(huán)允許可旋轉(zhuǎn)的基座軸的無(wú)限制地旋轉(zhuǎn)，這對(duì)產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的離心力是重要的。另外，可旋轉(zhuǎn)的基座軸優(yōu)選地包括在可旋轉(zhuǎn)的基座軸的可旋轉(zhuǎn)部件之間建立氣動(dòng)或液壓連接的旋轉(zhuǎn)供送裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)供送裝置允許可旋轉(zhuǎn)的基座軸的無(wú)限制的旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)模擬器附加地包括線性軸，其中，所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人沿所述線性軸是可移動(dòng)的，因此所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的工作空間被擴(kuò)展，從而使模擬更加真實(shí)。也就是說(shuō)，整個(gè)多軸串聯(lián)式機(jī)器人可沿線性軸移動(dòng)，以模擬作用于操作人員的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速。所述線性軸優(yōu)選地允許所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的多于2m、4m、6m、8m或甚至多于IOm的線性移動(dòng)。還應(yīng)該指出，所述線性軸可以是彎曲的或甚至是環(huán)形的，以允許所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人在線性軸上不停地移動(dòng)。而且，可布置多于一個(gè)線性軸，從而創(chuàng)建對(duì)應(yīng)數(shù)目的附加的運(yùn)動(dòng)自由度。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，所述座位通過(guò)提供附加的運(yùn)動(dòng)自由度的附加的座位軸被加裝于多軸串聯(lián)式機(jī)器人的工具中心點(diǎn)(TCP)，其中，所述座位軸允許座位相對(duì)于多軸串聯(lián)式機(jī)器人的工具中心點(diǎn)移動(dòng)。優(yōu)選的是，所述座位軸被加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的手腕的裝配法蘭上。·所述座位軸優(yōu)選地至少允許座位在所述座位中的操作人員的矢狀面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，所述座位軸允許座位中的操作人員向前和向后傾斜移動(dòng)。還應(yīng)該指出，所述座位軸優(yōu)選地允許在座位中的操作人員的矢狀面內(nèi)產(chǎn)生至少90°的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。另外，可使所述座位軸至少允許座位在所述座位中的操作人員的橫切面和/或冠狀面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。所述座位的旋轉(zhuǎn)可單獨(dú)通過(guò)座位軸的相應(yīng)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，所述座位的旋轉(zhuǎn)優(yōu)選地通過(guò)所述座位軸和所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的其它軸的移動(dòng)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，所述座位可被定位成使由多軸串聯(lián)式機(jī)器人繞基座軸的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向頭顱。也就是說(shuō)，所述離心力相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)模擬器座位中的操作人員向上垂直定向。另外，所述座位可被優(yōu)選地定位成使由多軸串聯(lián)式機(jī)器人繞基座軸的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于座位中的操作人員指向尾部。也就是說(shuō)，所述座位能夠被定位成使離心力相對(duì)于座位中的操作人員向下垂直定向?？蛇x地，所述座位可被定位成使由多軸串聯(lián)式機(jī)器人繞基座軸的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向腹部。也就是說(shuō)，所述座位可被定位成使座位中的操作人員感知到向前指向的離心力?？蛇x地，所述座位可被定位成使離心力指向背部或側(cè)部。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，所述座位軸包括彎曲的導(dǎo)軌和可沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)的支架，其中，所述支架優(yōu)選地加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的工具中心點(diǎn)(例如所述手腕的裝配法蘭)，而所述導(dǎo)軌加裝于座位，因此所述座位可相對(duì)于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的工具中心點(diǎn)移動(dòng)。也就是說(shuō)，所述導(dǎo)軌連同座位能夠沿支架移動(dòng)，從而根據(jù)所述導(dǎo)軌的弧線旋轉(zhuǎn)座位。因此，所述導(dǎo)軌優(yōu)選為大致L形、C形、O形、圓形或橢圓形。然而，應(yīng)該指出，可選地，所述支架可加裝于用于操作人員的座位，而所述彎曲的導(dǎo)軌加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的工具中心點(diǎn)。前述的座位軸的設(shè)計(jì)允許座位中的操作人員繞側(cè)向定向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，所述座位軸允許向前和向后的傾斜移動(dòng)。還應(yīng)該指出，所述座位優(yōu)選地布置在密閉的機(jī)艙中，使得座位中的操作人員感知不到所述機(jī)艙相對(duì)于外界的任何傾斜，而只是感覺(jué)到相應(yīng)的力。另外，所述機(jī)艙優(yōu)選地包括至少一個(gè)視覺(jué)顯示器，特別是投影顯示器和/或立體顯示器。而且，應(yīng)該指出，所述機(jī)艙成所模擬的運(yùn)載工具、例如真實(shí)的直升機(jī)的機(jī)艙或駕駛艙的形狀。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)模擬器包括硬件限制止動(dòng)器，用于限制所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間以避免碰撞。另外，所述運(yùn)動(dòng)模擬器優(yōu)選地包括軟件限制止動(dòng)器，用于限制所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間以避免碰撞。另外，優(yōu)選地，具有多級(jí)安全裝置，其包括在所述運(yùn)動(dòng)模擬器的操作程序中的軟件終端止動(dòng)器、在機(jī)器人控制器中的軟件終端止動(dòng)器以及在所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人中的硬件終端止動(dòng)器。最后應(yīng)該指出，本發(fā)明不限于以上描述的運(yùn)動(dòng)模擬器，而是也包含用于模擬運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)的對(duì)應(yīng)的方法。本發(fā)明及其特殊的特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的考慮參照附圖的具體描述中變得明顯。


圖1-4示出了處于不同位置的根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器的優(yōu)選實(shí)施例。圖5和圖6示出了在圖1-4中示出的運(yùn)動(dòng)模擬器的機(jī)艙的不同位置。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器的可選的實(shí)施例的側(cè)視圖，其還包括線性軸。圖8示出了說(shuō)明書(shū)中所使用的位置的解剖學(xué)術(shù)語(yǔ)的圖解。
具體實(shí)施例方式圖1-6示出了根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)模擬器的第一實(shí)施例，其中，所述運(yùn)動(dòng)模擬器適于模擬直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)。然而，所述運(yùn)動(dòng)模擬器可以可選地適于其它任何類(lèi)型的運(yùn)載工具(例如飛行器)的運(yùn)動(dòng)模擬。所述運(yùn)動(dòng)模擬器包括多軸串聯(lián)式機(jī)器人I，其在現(xiàn)有技術(shù)中是本身公知的，且可從市場(chǎng)上獲得，例如從德國(guó)公司庫(kù)卡機(jī)器人集團(tuán)獲得。所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人I包括機(jī)器人基座2，該機(jī)器人基座安裝于地基3上。另外，所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人I包括可旋轉(zhuǎn)的基座軸4，該基座軸承載有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)器人聯(lián)接機(jī)構(gòu)5，其中，機(jī)器人聯(lián)接機(jī)構(gòu)5可繞垂直旋轉(zhuǎn)軸線A相對(duì)于所述機(jī)器人基座2旋轉(zhuǎn)。另外，所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人I包括兩個(gè)可樞轉(zhuǎn)的機(jī)器人臂6、7和傳統(tǒng)的手腕8，其中，所述手腕8提供了三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，因此所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人I包括一共六個(gè)運(yùn)動(dòng)
自由度。所述手腕8包括裝配法蘭9，機(jī)艙裝置10 (參看圖5和圖6)經(jīng)由附加的座位軸安裝到所述裝配法蘭。所述座位軸基本上由支架11和彎曲的導(dǎo)軌12組成，其中，支架11加裝于所述手腕8的裝配法蘭9，導(dǎo)軌12固定地加裝于所述機(jī)艙裝置10的機(jī)艙13。所述導(dǎo)軌12為大致L形并且包括兩個(gè)臂14、15，其中，所述臂14、15正交布置并且通過(guò)所述導(dǎo)軌12的彎曲部分16連接。所述導(dǎo)軌12可相對(duì)于支架11線性地移動(dòng)，從而，使整個(gè)機(jī)艙裝置10在矢狀面內(nèi)(參看圖8)傾斜。另外，應(yīng)該指出，所述機(jī)艙裝置10包括用于操作人員的座位17和控制桿18，其中，所述座位17和控制桿18都布置在所述機(jī)艙13內(nèi)。而且，所述機(jī)艙裝置10包括位于所述機(jī)艙13內(nèi)的立體顯示器，使操作人員感知所模擬的環(huán)境的立體圖像，從而提高模擬的真實(shí)感。圖I示出了所述機(jī)艙裝置10的第一方位，該機(jī)艙裝置水平地布置。另外，所述機(jī)器人聯(lián)接機(jī)構(gòu)5繞旋轉(zhuǎn)軸線A繞所述機(jī)器人基座2旋轉(zhuǎn)，以使所述機(jī)艙裝置10的座位17中的操作人員感知腹側(cè)位置(參看圖8)的離心力。圖2示出了所述機(jī)艙裝置10的一個(gè)可選的方位，該機(jī)艙裝置也是水平地布置。然而，用于操作人員的座位17和旋轉(zhuǎn)軸線A之間的距離幾乎是零，因此所述機(jī)艙裝置10能夠被重新定位而不會(huì)引起任何明顯的離心力。圖3示出了所述機(jī)艙裝置10的一個(gè)不同的方位，其中，所述座位17中的操作人員·面對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線A。因此，所述座位17中的操作人員感知作為背側(cè)指向的力(參看圖8)的離心力。應(yīng)該指出，如果沒(méi)有包括所述支架11和導(dǎo)軌12的附加座位軸，如圖3中示出的所述機(jī)艙裝置10的方位是不可能的。另外，通過(guò)繞旋轉(zhuǎn)軸線A持續(xù)地旋轉(zhuǎn)所述機(jī)艙裝置10，所述座位軸允許模擬向前加速。圖I和圖4的比較示出了通過(guò)所述支架11相對(duì)于彎曲的導(dǎo)軌12的滑動(dòng)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)。為達(dá)到如圖3示出的所述機(jī)艙裝置10的方位，所述導(dǎo)軌12和所述機(jī)艙11之間接觸點(diǎn)的移位是必需的。另外，圖4示出了所述機(jī)艙裝置10的另一方位，其中，所述機(jī)艙裝置10以90°的角度向前傾斜，從而座位17中的操作人員朝向地基3向下看。因此，座位17中的操作人員感知由所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人I的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的作為頭顱指向的力(參看圖8)的離心力。圖7示出了本發(fā)明的一種可選的實(shí)施例，其很大程度上對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖1-6的實(shí)施例。因此，可以參考以上描述并且為對(duì)應(yīng)的零件和細(xì)節(jié)使用同樣的附圖標(biāo)記。該實(shí)施例的一個(gè)特征在于，所述運(yùn)動(dòng)模擬器附加地包括線性軸19，其中，所述機(jī)器人基座2安裝于線性軸19上，因此所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人I能夠沿線性軸19以箭頭的方向移動(dòng)。因此，所述線性軸19擴(kuò)展了所述運(yùn)動(dòng)模擬器的工作空間，因而提高了模擬的真實(shí)感。雖然參照了部件、特征等的特殊布置描述了本發(fā)明，但這并不意圖排除所有可能的特征布置，事實(shí)上，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，也可以想到許多其它修改和變化。附圖標(biāo)記列表I多軸串聯(lián)式機(jī)器人2機(jī)器人基座3 地基4基座軸5機(jī)器人聯(lián)接機(jī)構(gòu)6機(jī)器人臂
7機(jī)器人臂8 手腕9手腕的裝配法蘭10機(jī)艙裝置11 支架12 導(dǎo)軌13 機(jī)艙14導(dǎo)軌的臂
15導(dǎo)軌的臂16導(dǎo)軌的彎曲部分17 座位18控制桿19線性軸A旋轉(zhuǎn)軸線
權(quán)利要求
1.一種用于模擬運(yùn)載工具、特別是飛行器的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模擬器，包括 a)多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)，其包括可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)，以及 b)用于操作人員的座位(17)，其中，所述座位(17)加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(1)，使得所述座位(17)能夠通過(guò)所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)在空間中移動(dòng)來(lái)模擬真實(shí)運(yùn)動(dòng)， 其特征在于 c)所述運(yùn)動(dòng)模擬器適于通過(guò)產(chǎn)生作用于操作人員的離心力來(lái)模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速。
2.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)能夠無(wú)限制地旋轉(zhuǎn)，以通過(guò)產(chǎn)生離心力來(lái)模擬加速，所述離心力通過(guò)所述座位(17)繞所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)包括 a)滑環(huán)，其在可旋轉(zhuǎn)軸的可旋轉(zhuǎn)部件之間建立電連接，和/或 b)旋轉(zhuǎn)供送裝置，其在可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)的可旋轉(zhuǎn)部件之間建立氣動(dòng)或液壓連接。
4.如前面權(quán)利要求中任一所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，該運(yùn)動(dòng)模擬器還包括線性軸(19 )，其中，所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)能夠沿所述線性軸(19 )移動(dòng)，使得所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的工作空間被擴(kuò)展，從而使模擬更加真實(shí)。
5.如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，所述線性軸(19)允許所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(O產(chǎn)生多于2m、4m、6m、8m或甚至多于IOm的線性移動(dòng)。
6.如前面權(quán)利要求中任一所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于， a)所述座位(17)通過(guò)附加的座位軸(11、12、14-16)加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的工具中心點(diǎn)，其中，所述座位軸(11、12、14-16)允許座位(17)相對(duì)于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的工具中心點(diǎn)移動(dòng)，和/或 b)所述座位軸(11、12、14-16)至少允許所述座位(17)在所述座位(17)中的操作人員的矢狀面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，和/或 c)所述座位軸(11、12、14-16)允許在所述座位(17)中的操作人員的矢狀面內(nèi)產(chǎn)生至少90°的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，和/或 d)所述座位軸(11、12、14-16)至少允許所述座位(17)在所述座位(17)中的操作人員的橫切面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，和/或 e)所述座位軸(11、12、14-16)至少允許所述座位(17)在所述座位(17)中的操作人員的冠狀面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，和/或 f)所述座位(17)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)所述座位軸(11、12、14-16)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)或通過(guò)所述座位軸(11、12、14-16)以及所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的其它軸共同實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求6所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于， a)所述座位(17)能夠被定位成使由所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)繞基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向頭顱，和/或 b)所述座位(17)能夠被定位成使由所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)繞基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向尾部，和/或 c)所述座位(17)能夠被定位成使由所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)繞基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向腹部，和/或d)所述座位(17)能夠被定位成使由所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)繞基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向背部，和/或 e)所述座位(17)能夠被定位成使由所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)繞基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)引起的離心力相對(duì)于操作人員指向側(cè)部。
8.如權(quán)利要求6或7所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于， a)所述座位軸(11、12、14-16)包括彎曲的導(dǎo)軌(12 )和支架(11 )，所述支架(11)能夠沿所述導(dǎo)軌(12)移動(dòng)，和/或 b)所述支架(11)加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的工具中心點(diǎn)并且所述導(dǎo)軌(12)加裝于座位(17)，使得所述座位(17)能夠相對(duì)于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的工具中心點(diǎn)移動(dòng)， c)所述導(dǎo)軌(12)為大致L形、C形、圓形、橢圓形或O形，和/或 d)所述導(dǎo)軌(12)連同所述座位(17)能夠繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)。
9.如前面權(quán)利要求中任一所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于， a)所述座位(17)布置在機(jī)艙(13)中，和/或 b)所述機(jī)艙(13)是密閉的，使得操作人員感知不到所述機(jī)艙(13)相對(duì)于外界的任何傾斜，和/或 c)所述機(jī)艙(13)包括至少一個(gè)視覺(jué)顯示器，特別是投影顯示器和/或立體顯示器，和/或 d)所述機(jī)艙(13)成所模擬的運(yùn)載工具、特別是真實(shí)的直升機(jī)的機(jī)艙或駕駛艙的形狀。
10.如前面權(quán)利要求中任一所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)模擬器還包括 a)硬件限制止動(dòng)器，其用于限制所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的運(yùn)動(dòng)空間以避免碰撞，和/或 b)軟件限制止動(dòng)器，其用于限制所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)的運(yùn)動(dòng)空間以避免碰撞，和/或 c)多級(jí)安全裝置，其包括在操作程序中的軟件終端止動(dòng)器、在機(jī)器人控制器中的軟件終端止動(dòng)器以及在所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)中的硬件終端止動(dòng)器。
11.如前面權(quán)利要求中任一所述的運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，所述基座軸(4)能夠繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)。
12.一種用于借助于承載有座位(17)的多軸串聯(lián)式機(jī)器人(I)模擬運(yùn)載工具、特別是飛行器的運(yùn)動(dòng)的方法，包括下述步驟 a)將操作人員置于座位(17)中， b)在空間中連同操作人員一起移動(dòng)所述座位(17)，以模擬真實(shí)的操作人員的移動(dòng)， 其特征在于， c)通過(guò)產(chǎn)生作用于操作人員的離心力來(lái)模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)旋轉(zhuǎn)2、3、4、6或8圈以上，以模擬對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，還包括下述步驟 沿著至少一個(gè)線性軸(19)移動(dòng)多軸串聯(lián)式機(jī)器人(1)，以擴(kuò)展所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(O的工作空間，從而使模擬更加真實(shí)。
15.如權(quán)利要求12-14中任一所述的方法，其特征在于，還包括下述步驟 a)定位所述座位(17)，使其背部靠向所述可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線(A)，以便模擬指向腹部的減速或指向背部的加速，和/或 b)定位所述座位(17)，使其前側(cè)朝向所述可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線(A)，以便模擬指向腹部的加速或指向背部的減速，和/或 c)定位所述座位(17)，使其座位區(qū)域朝向可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線(A)，以便模擬指向頭顱的加速或指向尾部的減速，和/或 d)定位所述座位(17)，使其上側(cè)朝向可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線(A)，以便模擬指向尾部的加速或指向頭顱的減速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于模擬運(yùn)載工具、特別是飛行器的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模擬器，包括多軸串聯(lián)式機(jī)器人(1)，其包括可旋轉(zhuǎn)的基座軸(4)；以及用于操作人員的座位(17)，其中，所述座位(17)加裝于所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(1)，使得所述座位(17)能夠通過(guò)所述多軸串聯(lián)式機(jī)器人(1)在空間中移動(dòng)來(lái)模擬真實(shí)運(yùn)動(dòng)，其中，所述運(yùn)動(dòng)模擬器適于通過(guò)產(chǎn)生作用于操作人員的離心力來(lái)模擬長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的加速或減速。另外，本發(fā)明涉及一種對(duì)應(yīng)的方法。
文檔編號(hào)G09B9/46GK102971777SQ201080066935
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者H·H·比爾特霍夫, H·托伊費(fèi)爾, M·克格 申請(qǐng)人:馬克思-普朗克科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)