專(zhuān)利名稱(chēng)：一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，適用于模擬真實(shí)設(shè)備運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，并為操縱者提供動(dòng)態(tài)感覺(jué)的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)模擬器是模擬真實(shí)設(shè)備運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，并為操縱者提供動(dòng)態(tài)感覺(jué)的半實(shí)物仿真設(shè)備。近幾年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)模擬器在技術(shù)上有了很大的進(jìn)步并且廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，如軍事、交通運(yùn)輸、能源、教育及商業(yè)游戲等領(lǐng)域。運(yùn)動(dòng)模擬器可以有效的提高訓(xùn)練的舒適性和安全性，可以有效的提高訓(xùn)練效率，縮短培訓(xùn)周期。相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)模擬器的開(kāi)發(fā)與研究有利于設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷與錯(cuò)誤，降低研發(fā)成本。目前運(yùn)動(dòng)模擬器采用的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)主要有串聯(lián)式與并聯(lián)式的。串聯(lián)式運(yùn)動(dòng)模擬器的轉(zhuǎn)動(dòng)空間大但存在剛度差的問(wèn)題，并聯(lián)式運(yùn)動(dòng)模擬器剛度較串聯(lián)式高，但由于受奇異，桿件干涉的影響，目前的并聯(lián)式運(yùn)動(dòng)模擬器很難模擬出大角度轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，既滿足運(yùn)動(dòng)模擬器的剛度要求又可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模擬器的大角度轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，該模擬器包括:機(jī)架，第一至第八直線移動(dòng)組件，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件，第一至第四連桿組件，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件，座艙組件。所述的第一至第六直線移動(dòng)組件的第一至第六導(dǎo)軌架通過(guò)螺釘分別固定連接在機(jī)架上的六個(gè)凹槽中。復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件中橫向支架的左端與第六直線移動(dòng)組件中的第六滑塊固定連接；復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件中橫向支架的右端與第五直線移動(dòng)組件中的第五滑塊固定連接。第一至第四連桿組件中第一、第四、第七和第十連桿U形接頭分別與第一至第四直線移動(dòng)組件中的第一至第四滑塊固定連接。第一連桿組件中第二連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件中第一橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭中的第一、第二十字軸軸承內(nèi)圈相配合。第二連桿組件中第四連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件中第一橫向匹配接頭中的第一、第二十字軸軸承內(nèi)圈相配合。第三連桿組件中第六連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件中第二橫向匹配接頭中的第三、第四十字軸軸承內(nèi)圈相配合。第四連桿組件中第八連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件中第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭中的第三、第四十字軸軸承內(nèi)圈相配合。豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件中豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架與復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件中第八擋板的外端面固定連接；豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件中豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件中座艙U形接頭的第一、第二十字軸軸承內(nèi)圈相配合。第一、第二直線移動(dòng)組件在一個(gè)平面內(nèi)，第二、第三直線移動(dòng)組件在一個(gè)平面內(nèi)，第三、第四、第五直線移動(dòng)組件在一個(gè)平面內(nèi)，第五、第六直線移動(dòng)組件所在的平面垂直于第三、第四、第五直線移動(dòng)組件所在的平面，第五、第六直線移動(dòng)組件所在的平面。本發(fā)明所具有的有益效果:利用冗余驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)多自由度和大剛度性質(zhì)，提供了一種可以實(shí)現(xiàn)大角度轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模擬器。該安裝裝置不但可以實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)的六自由度運(yùn)動(dòng)，而且可以利用冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，提高了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的承載能力，滿足了大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)的要求。利用螺旋導(dǎo)軌傳遞動(dòng)力，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成為滑塊相對(duì)于導(dǎo)軌架的平移運(yùn)動(dòng)，為運(yùn)動(dòng)模擬器座艙提供動(dòng)力。本裝置既可以滿足運(yùn)動(dòng)模擬器大剛度的要求又能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的大角度轉(zhuǎn)動(dòng)，是一種新型的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器。


圖1為冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器俯仰運(yùn)動(dòng)示意圖；圖3為冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器翻滾運(yùn)動(dòng)示意圖；圖4為第一直線移動(dòng)組件爆炸示意圖；圖5為復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為第一連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為第二連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為第三連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為第四連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為圖6的Al-Al剖面圖；圖11為圖6的A2-A2剖面圖；圖12為圖6的A3-A3剖面圖；圖13為豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為圖10的Bl-Bl剖面圖；圖15為圖10的B2-B2剖面圖；圖16為座艙組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為圖13的Cl-Cl剖面圖；圖18為圖13的C2-C2剖面圖；圖19為機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為第一導(dǎo)軌架結(jié)構(gòu)示意圖；圖21為第一滑塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖22為第一擋板結(jié)構(gòu)示意圖；圖23為橫向支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖24為復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖25為第一連桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖26為第一連桿U形接頭結(jié)構(gòu)示意圖27為第一連桿十字軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖28為第一連桿軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；圖29為豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖30為第一橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖31為第一橫向匹配接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:機(jī)架1，第一至第八直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3，第一至第四連桿組件4-1、4-2、4-3、4-4，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件5，座艙組件6，電機(jī)7-1，聯(lián)軸器 8-1，第一至第七導(dǎo)軌架 9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6、9-7，第一、第二導(dǎo)軌 10-1、10-2，第一絲杠11-1、第七絲杠11-7、第八絲杠11-8，第一至第八滑塊12_1、12_2、12_3、12-4、12-5、12-6，第一擋板13-1、第八擋板13-8，第一、第二擋板軸承14-1、14-2，橫向支架16，復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊17，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭18，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架19，支架軸承20，轉(zhuǎn)軸螺母21，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸22，第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承23-1、23-2，第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)軸承端蓋24-1、24-2，座艙平臺(tái)25，座艙U形接頭26，第一、第二座艙十字軸軸承27_1、27_2、第一、二座艙十字軸軸承端蓋28-1、28-2，第一、第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭29-1、29-2，第一至第四橫向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承30-1、30-2、30-3、30-4，第一至第四橫向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承蓋31-1、31-2、
31-3、31-4，第一、第二橫向匹配接頭32-1、32-2，第一至第四橫向匹配十字軸軸承33-1、
33-2、33-3、33-4，第一至第四橫向匹配十字軸軸承蓋34-1、34-2、34-3、34-4，第一至第四連桿35-1、35-2、35-3、35-4，第一至第三連桿U形接頭36-1、36_2、36_3，第四、第七、第十連桿U形接頭36-4、36-7、36-10，第一至第六連桿十字軸軸承37-1、37-2、37-3、37-4、37_5、37-6，第一至第六連桿軸承端蓋38-1、38-2、38-3、38-4、38-5、38-6，第一、第二、第四、第六、第八連桿十字軸39-1、39-2、39-4、39-6、39-8，座椅40，顯示屏41。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，如圖1、2、3所示，該模擬器包括:機(jī)架1，第一至第八直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3，第一至第四連桿組件4-1、4-2、4-3、4-4，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件5，座艙組件6。所述的第一至第六直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2_6的第一至第六導(dǎo)軌架9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6通過(guò)螺釘分別固定連接在機(jī)架I上的六個(gè)凹槽中。復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3中橫向支架16的左端與第六直線移動(dòng)組件2-6中的第六滑塊12-6固定連接；復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3中橫向支架16的右端與第五直線移動(dòng)組件2-5中的第五滑塊12-5固定連接。第一至第四連桿組件4-1、4-2、4-3、4-4中第一、第四、第七和第十連桿U形接頭
36-1、36-4、36-7、36-10分別與第一至第四直線移動(dòng)組件2_1、2-2、2-3、2_4中的第一至第四滑塊12-1、12-2、12-3、12-4固定連接。第一連桿組件4-1中第二連桿十字軸39-2 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件6中第一橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭29-1中的第一、第二十字軸軸承30-1、30-2內(nèi)圈相配合。第二連桿組件4-2中第四連桿十字軸39-4 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件6中第一橫向匹配接頭32-1中的第一、第二十字軸軸承33-1、33-2內(nèi)圈相配合。
第三連桿組件4-3中第六連桿十字軸39-6 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件6中第二橫向匹配接頭32-2中的第三、第四十字軸軸承33-3、33-4內(nèi)圈相配合。第四連桿組件4-4中第八連桿十字軸39-8 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件6中第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭29-2中的第三、第四十字軸軸承30-3、30-4內(nèi)圈相配合。豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件5中豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架19與復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3中第八擋板13-8的外端面固定連接；豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件5中豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸22 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件6中座艙U形接頭26的第一、第二十字軸軸承27-1，27-2內(nèi)圈相配合。第一、第二直線移動(dòng)組件2-1、2_2在一個(gè)平面內(nèi)，第二、第三直線移動(dòng)組件2-2、2-3在一個(gè)平面內(nèi)，第三、第四、第五直線移動(dòng)組件2-3、2-4、2-5在一個(gè)平面內(nèi)，第五、第六直線移動(dòng)組件2-5、2-6在一個(gè)平面內(nèi)。第一、第二直線移動(dòng)組件2-1、2_2所在的平面垂直于第三、第四、第五直線移動(dòng)組件2-3、2-4、2-5所在的平面，第五、第六直線移動(dòng)組件2-5、2-6所在平面垂直于第一、第二直線移動(dòng)組件2-1、2-2所在的平面。如圖4所不,第一直線移動(dòng)組件2-1包括:電機(jī)7-1,聯(lián)軸器8-1,第一導(dǎo)軌架9-1,第一導(dǎo)軌10-1，第二導(dǎo)軌10-2，第一絲杠11-1，第一滑塊12-1，第一擋板13-1，第一、二擋板軸承 14-1、14-2 ；第一絲杠11-1與第一滑塊12-1構(gòu)成螺旋副，第一、二軸承14-1、14-2分別固定于第一導(dǎo)軌架9-1上的軸承內(nèi)孔中和第一擋板13-1的軸承內(nèi)孔中；第一絲杠11-1的一端和第一軸承14-1的內(nèi)圈配合，另一端和第二軸承14-2的內(nèi)圈配合；第一導(dǎo)軌10-1和第二導(dǎo)軌10-2分別穿過(guò)第一滑塊12-1，其兩端固定在第一導(dǎo)軌架9-1和第一擋板13-1上；電機(jī)7-1固定在第一導(dǎo)軌架9-1上，電機(jī)7-1軸通過(guò)聯(lián)軸器8_1和第一絲杠11_1的一端連接；第一擋板13-1固定在第一導(dǎo)軌架9-1的一端。第二、第三、第四、第五、第六直線移動(dòng)組件2-2、2-3、2-4、2-5、2_6和第一直線移動(dòng)組件完全相同；第七，第八直線移動(dòng)組件2-7、2-8除了共用一塊復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊17外，其他零部件構(gòu)成和第一直線移動(dòng)組件完全相同。如圖5所示，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3包括:第七直線運(yùn)動(dòng)組件2-7，第八直線運(yùn)動(dòng)組件2-8，橫向支架16和復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊17。復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊17的水平部分螺紋孔與第七直線運(yùn)動(dòng)組件2-7中的第七絲杠11-7相配合；復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊17的豎直部分螺紋孔與第八直線運(yùn)動(dòng)組件2-8中的第八絲杠11-8相配合。第七，第八直線移動(dòng)組件2-7、2_8共用一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊17，其他零部件構(gòu)成和第一直線移動(dòng)組件完全相同。第七直線運(yùn)動(dòng)組件2-7中第七導(dǎo)軌架9-7的與橫向支架16固定連接。如圖6所示，第一連桿組件4-1包括:連桿35-1，第一至第三連桿U形接頭36-1、
36-2,36-3,第一和第二連桿十字軸39-1、39-2，第一至第六連桿十字軸軸承37_1、37_2、
37-3、37-4、37-5、37-6，第一至第六連桿軸承端蓋38-1、38-2、38-3、38-4、38-5、38-6。所述的第二連桿U形接頭36-2和第三連桿U形接頭36_3分別與第一連桿35_1的兩個(gè)端固定連接。
如圖11所示，第一連桿十字軸39-1 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與第二連桿U形接頭36-2中的第三和第四連桿十字軸軸承37-3、37-4內(nèi)圈相配合，然后安裝第三和第四連桿軸承端蓋38-3、38-4 ;如圖10所示，第一連桿十字軸39_1另一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第一連桿U形接頭36-1中的第一和第二連桿十字軸軸承37-1、37-2內(nèi)圈相配合，然后安裝第一和第二連桿軸承端蓋38-1、38-2 ;如圖12所示，第二連桿十字軸39_2 —對(duì)相對(duì)的兩端分別與第三連桿U形接頭36-3中的第五和第六連桿十字軸軸承37-5、37-6內(nèi)圈相配合，然后安裝第五和第六連桿軸承端蓋38-5、38-6。如圖7、8、9所示，第二、第三、第四連桿組件和第一連桿組件完全相同。如圖13所示,所述的豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件5包括:豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭18,豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架19,支架軸承20，轉(zhuǎn)軸螺母21，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸22，第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承23-1、23-2，第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)軸承端蓋24-1、24-2。如圖15所示，所述的豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸22的一對(duì)相對(duì)的兩端分別與豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭18U形端中的第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承23-1、23-2內(nèi)圈相配合，然后安裝第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)軸承端蓋24-1、24-2 ;如圖14所示，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭18另一端的轉(zhuǎn)軸與豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架19中的支架軸承20內(nèi)圈配合，轉(zhuǎn)軸的下端與轉(zhuǎn)軸螺母21螺紋連接。如圖16所示，座艙組件6包括:座艙平臺(tái)25，座艙U形接頭26，第一、二座艙十字軸軸承27-1、27-2，第一至第四橫向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承30-1、30-2、30-3、30-4，第一至第四橫向匹配十字軸軸承33-1、33-2、33-3、33-4，第一、二座艙十字軸軸承端蓋28-1、28-2，第一至第四橫向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承蓋31-1、31-2、31-3、31-4,第一至第四橫向匹配十字軸軸承蓋34-1、34-2、34-3、34-4，第一、第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭29_1、29_2，第一、第二橫向匹配接頭
32-1、32-2，座椅40和顯示屏41 ；所述的座艙平臺(tái)25人字形構(gòu)造。如圖16所示，所述的座艙U形接頭26固定連接在座艙平臺(tái)25頭部的下面。如圖17、所示，第一橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭29-1的轉(zhuǎn)軸端插入座艙平臺(tái)25左腳下面的凸臺(tái)通孔中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)軸端與第一匹配接頭32-1固定連接。 如圖18所示，第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭29-2的轉(zhuǎn)軸端插入座艙平臺(tái)25右腳下面的凸臺(tái)通孔中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)軸端與第二匹配接頭32-2固定連接。座艙平臺(tái)25的上面中部固定有座椅40和顯示屏41。座艙平臺(tái)25左腳下面的凸臺(tái)、座艙平臺(tái)25右腳下面的凸臺(tái)和座艙U形接頭26成等邊三角形布置在座艙平臺(tái)25的下面。如圖1、2、3，各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與之相連的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使得各個(gè)滑塊沿各自導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬器的運(yùn)動(dòng)輸入；第一至第四連桿組件4-1、4-2、4-3、4-4和復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件3的移動(dòng)帶動(dòng)座艙組件6移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)俯仰，翻滾，平移等位姿變換。
權(quán)利要求
1.一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，該模擬器包括:機(jī)架(I)，第一至第八直線移動(dòng)組件(2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8)，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件(3)，第一至第四連桿組件(4-1、4-2、4-3、4-4 )，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件(5 )，座艙組件(6 ); 所述的第一至第六直線移動(dòng)組件(2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6)的第一至第六導(dǎo)軌架(9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6)通過(guò)螺釘分別固定連接在機(jī)架(I)上的六個(gè)凹槽中； 復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件(3)中橫向支架(16)的左端與第六直線移動(dòng)組件(2-6)中的第六滑塊(12-6)固定連接；復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件(3)中橫向支架(16)的右端與第五直線移動(dòng)組件(2-5)中的第五滑塊(12-5)固定連接； 第一至第四連桿組件(4-1、4-2、4-3、4-4)中第一、第四、第七和第十連桿U形接頭(36-1、36-4、36-7、36-10)分別與第一至第四直線移動(dòng)組件(2-1、2-2、2-3、2-4)中的第一至第四滑塊(12-1、12-2、12-3、12-4)固定連接； 第一連桿組件(4-1)中第二連桿十字軸(39-2)—對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件(6)中第一橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(29-1)中的第一、第二十字軸軸承(30-1、30-2)內(nèi)圈相配合； 第二連桿組件 (4-2)中第四連桿十字軸(39-4)—對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件(6)中第一橫向匹配接頭(32-1)中的第一、第二十字軸軸承(33-1、33-2)內(nèi)圈相配合； 第三連桿組件(4-3 )中第六連桿十字軸(39-6 ) 一對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件(6 )中第二橫向匹配接頭(32-2)中的第三、第四十字軸軸承(33-3、33-4)內(nèi)圈相配合； 第四連桿組件(4-4)中第八連桿十字軸(39-8)—對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件(6)中第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(29-2)中的第三、第四十字軸軸承(30-3、30-4)內(nèi)圈相配合； 豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件(5)中豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架(19)與復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件(3)中第八擋板(13-8)的外端面固定連接；豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件(5)中豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸(22)—對(duì)相對(duì)的兩端分別與座艙組件(6)中座艙U形接頭(26)的第一、第二十字軸軸承(27-1，27-2)內(nèi)圈相配合； 第一、第二直線移動(dòng)組件(2-1、2-2)在一個(gè)平面內(nèi)，第二、第三直線移動(dòng)組件(2-2、2-3)在一個(gè)平面內(nèi)，第三、第四、第五直線移動(dòng)組件(2-3、2-4、2-5)在一個(gè)平面內(nèi)，第五、第六直線移動(dòng)組件(2-5、2-6在一個(gè)平面內(nèi)； 第一、第二直線移動(dòng)組件(2-1、2-2)所在的平面垂直于第三、第四、第五直線移動(dòng)組件(2-3、2-4、2-5)所在的平面，第五、第六直線移動(dòng)組件(2-5、2-6所在平面垂直于第一、第二直線移動(dòng)組件(2-1、2-2 )所在的平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件(3)包括:第七直線運(yùn)動(dòng)組件(2-7)，第八直線運(yùn)動(dòng)組件(2-8)，橫向支架(16)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊(17)； 復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊(17)的水平部分螺紋孔與第七直線運(yùn)動(dòng)組件(2-7)中的第七絲杠(11-7)相配合；復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊(17)的豎直部分螺紋孔與第八直線運(yùn)動(dòng)組件(2-8)中的第八絲杠(11-8)相配合； 第七，第八直線移動(dòng)組件(2-7、2-8)共用一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)滑塊(17)，其他零部件構(gòu)成和第一直線移動(dòng)組件完全相同； 第七直線運(yùn)動(dòng)組件(2-7)中第七導(dǎo)軌架(9-7)的與橫向支架(16)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，第一連桿組件(4-1)包括:第一連桿(35-1)，第一至第三連桿U形接頭(36-1、36-2、36-3)，第一和第二連桿十字軸(39-1、39-2)，第一至第六連桿十字軸軸承(37-1、37-2、37-3、37-4、37-5、37-6),第一至第六連桿軸承端蓋(38-1、38-2、38-3、38-4、38-5、38-6)； 所述的第二連桿U形接頭(36-2)和第三連桿U形接頭(36-3)分別與第一連桿(35-1)的兩端固定連接；第一連桿十字軸(39-1)—對(duì)相對(duì)的兩端分別與第二連桿U形接頭(36-2)中的第三和第四連桿十字軸軸承(37-3、37-4)內(nèi)圈相配合，然后安裝第三和第四連桿軸承端蓋(38-3、38-4);第一連桿十字軸(39-1)另一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第一連桿U形接頭(36-1)中的第一和第二連桿十字軸軸承(37-1、37-2)內(nèi)圈相配合，然后安裝第一和第二連桿軸承端蓋(38-1、38-2 );第二連桿十字軸(39-2) —對(duì)相對(duì)的兩端分別與第三連桿U形接頭(36_3)中的第五和第六連桿十字軸軸承(37-5、37-6)內(nèi)圈相配合，然后安裝第五和第六連桿軸承端蓋(38-5、38-6)； 第二、第三、第四連桿組件和第一連桿組件完全相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，所述的豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件(5)包括:豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(18)，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架(19)，支架軸承(20)，轉(zhuǎn)軸螺母(21)，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸(22)，第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承(23-1、23-2)，第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)軸承端蓋(24-1、24-2)； 所述的豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸(22)的一對(duì)相對(duì)的兩端分別與豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(18) U形端中的第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承(23-1、23-2)內(nèi)圈相配合，然后安裝第一、第二豎向轉(zhuǎn)動(dòng)軸承端蓋(24-1、24-2);豎向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(18)另一端的轉(zhuǎn)軸與豎向轉(zhuǎn)動(dòng)支架(19)中的支架軸承(20)內(nèi)圈配合，轉(zhuǎn)軸的下端與轉(zhuǎn)軸螺`母(21)螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，其特征在于，座艙組件(6)包括:座艙平臺(tái)(25)，座艙U形接頭(26)，第一、二座艙十字軸軸承(27-1、27-2)，第一至第四橫向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承(30-1、30-2、30-3、30-4)第一至第四橫向匹配十字軸軸承(33-1、33-2、33-3、33-4)，第一、二座艙十字軸軸承端蓋(28-1、28-2)，第一至第四橫向轉(zhuǎn)動(dòng)十字軸軸承蓋(31-1、31-2、31-3、31-4)，第一至第四橫向匹配十字軸軸承蓋(34-1、34-2、34-3、34-4)，第一、第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(29-1、29-2)，第一、第二橫向匹配接頭(32-1、32-2)，座椅(40)和顯示屏(41)； 所述的座艙平臺(tái)(25)人字形構(gòu)造； 所述的座艙U形接頭(26)固定連接在座艙平臺(tái)(25)頭部的下面； 第一橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(29-1)的轉(zhuǎn)軸端插入座艙平臺(tái)(25)左腳下面的凸臺(tái)通孔中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)軸端與第一匹配接頭(32-1)固定連接； 第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭(29-2)的轉(zhuǎn)軸端插入座艙平臺(tái)(25)右腳下面的凸臺(tái)通孔中，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)軸端與第二匹配接頭(32-2)固定連接； 座艙平臺(tái)(25)左腳下面的凸臺(tái)、座艙平臺(tái)(25)右腳下面的凸臺(tái)和座艙U形接頭(26)成等邊三角形布置在座艙平臺(tái)(25)的下面。
全文摘要
一種冗余驅(qū)動(dòng)的六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器，涉及一種運(yùn)動(dòng)模擬器，適用于模擬真實(shí)設(shè)備運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，解決了模擬器剛度差和轉(zhuǎn)角小的問(wèn)題。該模擬器包括機(jī)架，直線移動(dòng)組件，復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件，連桿組件，豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件，座艙組件。第一至第四連桿組件一端與第一和第四直線移動(dòng)組件的滑塊固定連接，另一端通過(guò)十字軸與座艙組件中的第一、第二橫向轉(zhuǎn)動(dòng)接頭和第一、第二橫向匹配接頭連接，組成虎克鉸；復(fù)合運(yùn)動(dòng)組件與第五、第六直線移動(dòng)組件中的滑塊固定連接，上端固定的豎向轉(zhuǎn)動(dòng)組件通過(guò)十字軸與座艙組件中的U形接頭通過(guò)十字軸連接，組成虎克鉸。滑塊沿導(dǎo)軌做直線移動(dòng)帶動(dòng)連桿和豎向?qū)к壖苓\(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于座艙的運(yùn)動(dòng)輸入，實(shí)現(xiàn)俯仰，翻滾，平移等位姿變換。
文檔編號(hào)G09B9/00GK103150939SQ201310066069
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者曲海波, 陳歡, 方躍法, 郭盛, 溫慶榮 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)