臺I上焊接兩個相同的球鉸支座2和兩個相同的連桿鉸鏈座10，動平臺4的下表面焊接四個相同的球鉸支座2，兩個側撐油缸3的缸筒底部分別通過兩個球鉸支座2與靜平臺I形成球鉸副，兩個側撐油缸3的活塞桿端分別通過兩個球鉸支座2與動平臺4形成球鉸副；第一連桿61和第二連桿62的下端分別通過兩個連桿鉸鏈座10與靜平臺I形成回轉副，第一連桿61和第二連桿62的上端分別通過兩個球鉸支座2與動平臺4形成球鉸副。
[0052]第一連接組件的一端固定在一個側撐油缸3上，第一連接組件的另一端固定在第一連桿61上，第一連接組件在該側撐油缸3和第一連桿61之間形成一滑動副；第二連接組件的一端固定在另一側撐油缸3上，第二連接組件的另一端固定在第二連桿62上，第二連接組件在該側撐油缸3和第二連桿62之間形成一滑動副。在一優(yōu)選實施例中，兩個相同的側撐油缸3的缸筒上分別焊接滑桿鉸鏈座15，兩個相同的第一連桿61和第二連桿62上焊接滑槽桿鉸鏈座11。兩個側撐油缸3均由滑桿14和滑槽桿12組成，每一滑桿14通過滑桿鉸鏈座15與其中一側撐油缸3鉸接形成回轉副，每一滑槽桿12通過滑槽桿鉸鏈座11分別與第一連桿61和第二連桿62鉸接形成回轉副，滑桿14穿過滑槽桿12的斜孔形成滑動副。
[0053]在上述結構設計的基礎上，靜平臺1、兩個側撐油缸3、第一連桿61和第二連桿62形成空間四連桿結構。
[0054]主油缸8的一端與靜平臺I活動鏈接，主油缸8的另一端與第二連桿62活動鏈接。在一優(yōu)選實施例中，主油缸活塞桿座7焊接在第二連桿62上，主油缸缸筒座9焊接在靜平臺I上，主油缸8的缸筒底部通過主油缸缸筒座9與靜平臺I鉸接形成回轉副，主油缸8的活塞桿端通過主油缸活塞桿座7與第二連桿62鉸接形成回轉副。
[0055]本實施例中，在輕載模擬平臺模擬行進的方向上，第一連桿61設置于前端，第二連桿62設置于后端，主油缸8依照與輕載模擬平臺模擬行進的方向呈一銳角設置。在其他實施例中，還可以是在輕載模擬平臺模擬行進的方向上，第一連桿61設置于后端，第二連桿62設置于前端，主油缸8依照與輕載模擬平臺模擬行進的方向呈一鈍角設置。
[0056]兩個側撐油缸3在初始位置時預留有一定伸長量，給側撐油缸3的活塞桿端的回縮留有余量；主油缸8在初始狀態(tài)時主油缸8的活塞桿的行程占總行程的一半，且總行程較大以滿足動平臺4的最大俯仰角要求。
[0057]此外，動平臺4上還安裝有回轉臺5，回轉臺5與固定連接在動平臺4上的電機及RV減速器系統(tǒng)13的輸出軸相連，使得回轉臺5可以在動平臺4上相對轉動。輕載模擬平臺模擬的運動設備轉向時，電機及RV減速器系統(tǒng)13動作使回轉臺5相對動平臺4回轉；回轉臺5上可放置整個駕駛模擬座艙或者僅放置駕駛座椅。
[0058]本發(fā)明提供的新型輕載模擬平臺，僅采用三支液壓油缸和一臺電機作為驅動源即可實現(xiàn)模擬器的功能，極大地降低了成本，機構簡單、緊湊，具有安全性和方便性。
[0059]工作原理:
[0060]本發(fā)明提供的輕載模擬平臺，能夠模擬車輛、艦艇等的加速、減速、俯仰、側傾、偏航等各種運動狀態(tài)。下面以模擬車輛運動為例說明該輕載模擬平臺的工作原理。
[0061]如圖1-圖3所示，當車輛加速時，兩個完全相同的側撐油缸3保持初始長度不變(初始時已有一定伸長量，給回縮留有余量)，其作用與第一連桿61和第二連桿62相同，此時靜平臺1、兩個側撐油缸3、第一連桿61、第二連桿62和動平臺4形成空間四連桿結構。受到連桿鉸鏈座10和主油缸缸筒座9的運動副限制，該空間四連桿結構只能沿著兩個連桿的運動平面進行平面運動(也即只能在X方向所示的平面內運動)。
[0062]主油缸8快速動作且伸長量較小，使得動平臺4產(chǎn)生向前的運動加速度占主導，而上仰角加速度很小，因此駕駛人員感覺到在加速，減速的過程道理相同，只需主油缸8快速動作且回縮量較小即可。
[0063]車輛上坡或下坡時需要模擬俯仰的過程。主油缸8有較大伸長量時，動平臺4處于上仰的姿態(tài)，伸長量越大，仰角則越大；相反，主油缸8有較大回縮量時，動平臺4處于下俯的姿態(tài)，回縮量越大，俯角則越大。因此對主油缸8的要求是初始狀態(tài)時活塞桿的行程已占總行程的一半，且總行程較大，滿足動平臺4最大俯仰角的要求。
[0064]車輛如果橫著行駛在具有一定坡度的道路上時，模擬平臺需要模擬側傾的狀態(tài)。此時主油缸8不動作，兩個完全相同的側撐油缸3同時伸長或回縮。通過結構分析可知，動平臺4只能以它與第一連桿61、第二連桿62的兩個球鉸中心的連線作為回轉軸進行轉動，達到雙向側傾的目的。此時，滑桿14會相應地在滑槽桿12中滑動，起到機構不憋死、導向的作用。
[0065]車輛轉向時，電機及RV減速器系統(tǒng)13動作，使回轉臺5相對動平臺4回轉?；剞D臺5是個轉接部件，其上可以放置整個模擬艙室，也可以只連接駕駛座椅，無論哪種方式都能感受到轉向的真實感。當放置整個駕駛模擬座艙時，回轉臺5可以無限角度回轉，相對于傳動的模擬平臺，在Z軸回轉方向上免于洗出濾波算法，簡化了控制策略。
[0066]以上所述本發(fā)明的【具體實施方式】，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種輕載模擬平臺，其特征在于，包括靜平臺(I)、動平臺(4)、主傳動組件、第一傳動組件、第二傳動組件、第一連桿(61)、第二連桿(62)、第一連接組件、第二連接組件； 所述動平臺(4)設置于靜平臺(I)上方； 所述第一傳動組件和第二傳動組件的一端與所述靜平臺(I)活動鏈接，所述第一傳動組件和第二傳動組件的另一端與所述動平臺(4)活動鏈接； 所述第一連桿(61)和第二連桿(62)的一端與所述靜平臺(I)活動鏈接，所述第一連桿(61)和第二連桿(62)的另一端與所述動平臺(4)活動鏈接； 所述第一連接組件的一端固定在所述第一傳動組件上，所述第一連接組件的另一端固定在所述第一連桿(61)上，所述第一連接組件在第一傳動組件和第一連桿(61)之間形成一滑動副； 所述第二連接組件的一端固定在所述第二傳動組件上，所述第二連接組件的另一端固定在所述第二連桿(62)上，所述第二連接組件在第二傳動組件和第二連桿(62)之間形成一滑動副； 所述靜平臺(I)、第一傳動組件、第二傳動組件、第一連桿(61)和第二連桿(62)形成空間四連桿結構； 所述主傳動組件的一端與所述靜平臺(I)活動鏈接，所述主傳動組件的另一端與所述第二連桿(62)活動鏈接。
2.如權利要求1所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述主傳動組件為主油缸(8)，所述主油缸(8)依照所述輕載模擬平臺模擬行進的方向設置； 所述第一傳動組件和第二傳動組件均為側撐油缸(3)，所述兩個側撐油缸(3)依照所述輕載模擬平臺模擬行進的道路寬度方向設置。
3.如權利要求2所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述兩個側撐油缸(3)的缸筒底部分別通過兩個球鉸支座(2 )與所述靜平臺(I)形成球鉸副，所述兩個側撐油缸(3 )的活塞桿端分別通過兩個球鉸支座(2)與所述動平臺(4)形成球鉸副； 所述第一連桿(61)和第二連桿(62)的下端分別通過兩個連桿鉸鏈座(10)與所述靜平臺(I)形成回轉副，所述第一連桿(61)和第二連桿(62)的上端分別通過兩個球鉸支座(2)與所述動平臺(4)形成球鉸副。
4.如權利要求2所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述第一連接組件由滑桿(14)和滑槽桿(12)組成，所述滑桿(14)通過滑桿鉸鏈座(15)與側撐油缸(3)鉸接形成回轉副，所述滑槽桿(12)通過滑槽桿鉸鏈座(11)與所述第一連桿(61)鉸接形成回轉副，滑桿(14)穿過滑槽桿(12)的斜孔形成滑動副； 所述第二連接組件由滑桿(14)和滑槽桿(12)組成，所述滑桿(14)通過滑桿鉸鏈座(15)與另一個側撐油缸(3)鉸接形成回轉副，所述滑槽桿(12)通過滑槽桿鉸鏈座(11)與所述第二連桿(62)鉸接形成回轉副，滑桿(14)穿過滑槽桿(12)的斜孔形成滑動副。
5.如權利要求2所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述主油缸(8)的缸筒底部通過主油缸缸筒座(9)與所述靜平臺(I)鉸接形成回轉副，所述主油缸(8)的活塞桿端通過主油缸活塞桿座(7 )與所述第二連桿(62 )鉸接形成回轉副。
6.如權利要求2所述的輕載模擬平臺，其特征在于，在所述輕載模擬平臺模擬行進的方向上，所述第一連桿(61)設置于前端，所述第二連桿(62)設置于后端，所述主油缸(8)依照與所述輕載模擬平臺模擬行進的方向呈一銳角設置。
7.如權利要求2所述的輕載模擬平臺，其特征在于，在所述輕載模擬平臺模擬行進的方向上，所述第一連桿(61)設置于后端，所述第二連桿(62)設置于前端，所述主油缸(8)依照與所述輕載模擬平臺模擬行進的方向呈一鈍角設置。
8.如權利要求2所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述兩個側撐油缸(3)在初始位置時預留有一定伸長量，給側撐油缸(3)的活塞桿端的回縮留有余量； 所述主油缸(8)在初始狀態(tài)時主油缸(8)的活塞桿的行程占總行程的一半，且總行程較大以滿足動平臺(4)的最大俯仰角要求。
9.如權利要求1-8任一項所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述輕載模擬平臺還包括一回轉臺(5)，所述回轉臺(5)回轉安裝于動平臺(4)上，所述回轉臺(5)與固定連接在動平臺(4)上的電機及RV減速器系統(tǒng)(13)的輸出軸相連。
10.如權利要求9所述的輕載模擬平臺，其特征在于，所述輕載模擬平臺模擬的運動設備轉向時，電機及RV減速器系統(tǒng)(13)動作使回轉臺(5)相對動平臺(4)回轉； 所述回轉臺(5)上放置整個駕駛模擬座艙或者駕駛座椅。
【專利摘要】本發(fā)明涉及駕駛模擬器技術領域，提供了一種輕載模擬平臺。包括靜平臺、動平臺、主傳動組件、第一傳動組件、第二傳動組件、第一連桿、第二連桿、第一連接組件、第二連接組件；動平臺設置于靜平臺上方；第一傳動組件和第二傳動組件的一端與靜平臺活動鏈接，第一傳動組件和第二傳動組件的另一端與動平臺活動鏈接；第一連桿和第二連桿的一端與靜平臺活動鏈接，第一連桿和第二連桿的另一端與動平臺活動鏈接；傳動組件和連桿之間通過第一連接組件和第二連接組件形成的滑動副連接；主傳動組件的一端與靜平臺活動鏈接，主傳動組件的另一端與第二連桿活動鏈接。本發(fā)明僅采用三支液壓油缸和一臺電機作為驅動源即可實現(xiàn)模擬器的功能，且免于沿Z軸洗出。
【IPC分類】G09B9-00
【公開號】CN104637361
【申請?zhí)枴緾N201310567458
【發(fā)明人】魏春雨, 徐方, 李學威, 馮亞磊, 何偉全, 邊弘曄
【申請人】沈陽新松機器人自動化股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月14日