專利名稱：四自由度模擬駕駛仿真平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動感模擬駕駛設(shè)備，尤其是一種四自由度模擬駕駛仿真平臺。
背景技術(shù)：
模擬駕駛設(shè)備通常被應(yīng)用于游戲裝置或駕駛練習(xí)裝置中，其可以虛擬駕駛環(huán)境，使游戲參與者或駕駛學(xué)員感受到較為真實的娛樂體驗或駕駛體驗?，F(xiàn)有的動感模擬駕駛設(shè)備按照空間結(jié)構(gòu)通常分為兩軸、三軸、六軸結(jié)構(gòu)，兩軸結(jié)構(gòu)在空間內(nèi)具有兩個自由度，即X軸和Y軸的平移，三軸結(jié)構(gòu)在空間內(nèi)具有三個自由度，即X軸、Y軸和Z軸的平移，兩軸和三軸結(jié)構(gòu)較為傳統(tǒng)，其在自由度表達方面略顯不足，仿真效果較差。六軸的模擬駕駛設(shè)備通常被應(yīng)用于航空航天和軍事領(lǐng)域，其具有在X軸、Y軸、Z軸的平移自由度，以及繞X軸、Y軸、Z軸轉(zhuǎn)動的自由度，由于六軸結(jié)構(gòu)具有六個可控的自由度，雖然能夠逼真的模仿駕駛場景，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價昂貴，很難推廣應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的旨在于提供一種四自由度模擬駕駛仿真平臺，其結(jié)構(gòu)簡單，制作成本較低，且能夠提供較為逼真的動感模擬效果。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:四自由度模擬駕駛仿真平臺，包括固定臺，位于固定臺上方且與固定臺平行的上平臺，固定臺的一端兩側(cè)分別設(shè)置有一第一下轉(zhuǎn)座，第一下轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有一能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動的第一下轉(zhuǎn)軸，固定臺的另一端一側(cè)設(shè)置有第二下轉(zhuǎn)座，第二下轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有一能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動的第二下轉(zhuǎn)軸，兩第一下轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線與第二下轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線垂直；上平臺上固定安裝有位于兩第一下轉(zhuǎn)座中間部上方的第一上轉(zhuǎn)座，第一上轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有兩分別能夠繞自身轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的第一上轉(zhuǎn)軸，兩第一上轉(zhuǎn)軸與第一下轉(zhuǎn)軸平行，上平臺上固定安裝有位于第二下轉(zhuǎn)座上方的第二上轉(zhuǎn)座，第二上轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有一與第二下轉(zhuǎn)軸平行且能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動的第二上轉(zhuǎn)軸；固定臺和上平臺之間安裝有兩個第一電動缸，一個第二電動缸以及一個第三電動缸；兩第一電動缸的缸體分別鉸接于第一下轉(zhuǎn)軸上，其二者的活塞桿上端部分別鉸接于兩第一上轉(zhuǎn)軸；第二電動缸的缸體鉸接于第二下轉(zhuǎn)軸上，其活塞桿上端部鉸接于第二上轉(zhuǎn)軸；第三電動缸的缸體垂直的固定在固定臺上，其活塞桿的上端部樞接于上平臺，且第三電動缸的缸體與固定臺的連接點與第二下轉(zhuǎn)座位于固定臺的同一端。第一電動缸的缸體上安裝有用于帶動其活塞桿的第一伺服電機；第二電動缸的缸體上安裝有用于帶動其活塞桿的第二伺服電機；第三電動缸的缸體上安裝有用于帶動其活塞桿的第三伺服電機。本實用新型的有益效果在于:相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有四個可以控制的自由度，能夠較為真實的模擬駕駛場景，提供較為逼真的動感模擬效果，并且其結(jié)構(gòu)簡單，制作成本較低，有利于推廣應(yīng)用。

圖1為本實用新型的立體圖；圖2為本實用新型的側(cè)視圖；其中:10、固定臺；20、上平臺；30、第一電動缸；31、缸體；32、活塞桿；33、伺服電機；34、缸座；35、第一下轉(zhuǎn)座；36、第一下轉(zhuǎn)軸；37、第一上轉(zhuǎn)座；38、第一上轉(zhuǎn)軸；40、第二電動缸；41、缸體；42、活塞桿；43、伺服電機；44、缸座；45、第二下轉(zhuǎn)座；46、第二下轉(zhuǎn)軸；47、第二上轉(zhuǎn)座；48、第二上轉(zhuǎn)軸；50、第三電動缸；51、缸體；52、活塞桿；53、伺服電機。
具體實施方式
下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式
，對本實用新型做進一步描述:如圖1、2所示，本實用新型的四自由度模擬駕駛仿真平臺包括，固定臺10和上平臺20，上平臺20位于固定臺10的上方且與固定臺10平行，固定臺10可以固定在水平地面上，使其保持水平狀態(tài)。在固定臺10的一端兩側(cè)分別安裝有一個第一下轉(zhuǎn)座35,兩第一下轉(zhuǎn)座35上均通過軸承樞接有一第一下轉(zhuǎn)軸36，兩個第一下轉(zhuǎn)軸36互相平行，且該兩個第一下轉(zhuǎn)軸36均能夠繞自身的軸線轉(zhuǎn)動；固定臺10的另一端的一側(cè)安裝有一第二下轉(zhuǎn)座45，第二下轉(zhuǎn)座45上通過軸承樞接有一第二下轉(zhuǎn)軸46，該第二下轉(zhuǎn)軸46能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動，并且其轉(zhuǎn)動軸線與第一下轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)動軸線垂直。上平臺20上固定安裝有一個第一上轉(zhuǎn)座37，該第一上轉(zhuǎn)座37位于兩個第一下轉(zhuǎn)座中間位置的正上方，其上通過軸承樞接有兩個互相平行的第一上轉(zhuǎn)軸38，該兩個第一上轉(zhuǎn)軸38能夠分別繞自身的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并且兩個第一上轉(zhuǎn)軸38的轉(zhuǎn)動軸線與第一下轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)動軸線平行；上平臺20遠離第一上轉(zhuǎn)座37的一端安裝有位于第二下轉(zhuǎn)座45上方的第二上轉(zhuǎn)座47，該第二上轉(zhuǎn)座47上通過軸承樞接有一第二上轉(zhuǎn)軸48，第二上轉(zhuǎn)軸48能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動，且其轉(zhuǎn)動軸線與第二下轉(zhuǎn)軸46的轉(zhuǎn)動軸線平行。固定臺10和上平臺20之間安裝有兩個第一電動缸30，一個第二電動缸40以及一個第三電動缸50。第一電動缸30包括缸體31、活塞桿32、缸座34、伺服電機33,缸體31和伺服電機33均安裝在缸座34上，伺服電機33用于帶動活塞桿32沿著缸體31的軸向做伸縮運動，兩第一電動缸30的缸座34分別鉸接在兩第一下轉(zhuǎn)軸36上,從而使兩第一電動缸30的缸體31與固定臺10形成一個萬向轉(zhuǎn)動機構(gòu)，兩第一電動缸30的活塞桿32上端部分別鉸接在兩第一上轉(zhuǎn)軸38上，從而使兩活塞桿32與上平臺20形成一個萬向轉(zhuǎn)動機構(gòu)。兩個第一電動缸30構(gòu)成一個倒置的“V”字形支撐結(jié)構(gòu)。第二電動缸40同樣的包括缸體41、活塞桿42、缸座44、伺服電機43，缸體41和缸座44均安裝在缸座44上，在伺服電機43的帶動下，活塞桿42可沿著缸體41的軸向做伸縮運動，第二電動缸40的缸座44鉸接在第二下轉(zhuǎn)軸46上，從而使第二電動缸40的缸體41與固定臺10形成一個萬向轉(zhuǎn)動機構(gòu)，第二電動缸40的活塞桿42上端部則鉸接在第二上轉(zhuǎn)軸48上，使活塞桿42與上平臺20形成一個萬向轉(zhuǎn)動機構(gòu)。第三電動缸50的缸體51垂直的固定在固定臺10上，其活塞桿52的上端部樞接于上平臺20，缸體51上安裝有用于帶動活塞桿52做伸縮運動的伺服電機53。且第三電動缸50的缸體51與固定臺10的連接點與第二下轉(zhuǎn)座45位于固定臺10的同一端。本實用新型在使用時，主要利用四個電動缸驅(qū)動上平臺20，使上平臺20能夠達到模擬駕駛場景的效果，在運動過程中，四個電動缸中的一個或者多個運動，即能夠帶動上平臺20運動，或者，四個電動缸同時運動，也可以驅(qū)使上平臺20運動。工作時，由程序給出上平臺20的姿態(tài)要求，通過軟件控制將上平臺20的姿態(tài)解算為對伺服電機的控制信號，將該信號輸入給伺服控制卡，伺服控制卡將信號輸送到伺服電機的驅(qū)動器，驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機運動，從而驅(qū)使上平臺20模擬不同的運動狀態(tài)。在運動中，第一電動缸30和第二電動缸40驅(qū)動作用下，上平臺20以第三電動缸50為軸線實現(xiàn)水平偏轉(zhuǎn)。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.四自由度模擬駕駛仿真平臺，其特征在于，包括固定臺，位于固定臺上方且與固定臺平行的上平臺，固定臺的一端兩側(cè)分別設(shè)置有一第一下轉(zhuǎn)座，第一下轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有一能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動的第一下轉(zhuǎn)軸，固定臺的另一端一側(cè)設(shè)置有第二下轉(zhuǎn)座，第二下轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有一能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動的第二下轉(zhuǎn)軸，兩第一下轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線與第二下轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線垂直；上平臺上固定安裝有位于兩第一下轉(zhuǎn)座中間部上方的第一上轉(zhuǎn)座，第一上轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有兩分別能夠繞自身轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的第一上轉(zhuǎn)軸，兩第一上轉(zhuǎn)軸與第一下轉(zhuǎn)軸平行，上平臺上固定安裝有位于第二下轉(zhuǎn)座上方的第二上轉(zhuǎn)座，第二上轉(zhuǎn)座內(nèi)樞接有一與第二下轉(zhuǎn)軸平行且能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動的第二上轉(zhuǎn)軸； 固定臺和上平臺之間安裝有兩個第一電動缸，一個第二電動缸以及一個第三電動缸； 兩第一電動缸的缸體分別鉸接于第一下轉(zhuǎn)軸上，其二者的活塞桿上端部分別鉸接于兩第一上轉(zhuǎn)軸； 第二電動缸的缸體鉸接于第二下轉(zhuǎn)軸上，其活塞桿上端部鉸接于第二上轉(zhuǎn)軸； 第三電動缸的缸體垂直的固定在固定臺上，其活塞桿的上端部樞接于上平臺，且第三電動缸的缸體與固定臺的連接點與第二下轉(zhuǎn)座位于固定臺的同一端。
2.如權(quán)利要求1所述的四自由度模擬駕駛仿真平臺，其特征在于，第一電動缸的缸體上安裝有用于帶動其活塞桿的第一伺服電機；第二電動缸的缸體上安裝有用于帶動其活塞桿的第二伺服電機；第三電動缸的缸體上安裝有用于帶動其活塞桿的第三伺服電機。
專利摘要四自由度模擬駕駛仿真平臺，包括固定臺，上平臺，固定臺的一端兩側(cè)分別設(shè)置有一第一下轉(zhuǎn)座，固定臺和上平臺之間安裝有兩個第一電動缸，一個第二電動缸以及一個第三電動缸；兩第一電動缸的缸體以萬向轉(zhuǎn)動的方式鉸接于固定臺，其二者的活塞桿以萬向轉(zhuǎn)動的方式鉸接于上平臺；第二電動缸的缸體以萬向轉(zhuǎn)動的方式鉸接于固定臺，其活塞桿以萬向轉(zhuǎn)動的方式鉸接與上平臺；第三電動缸的缸體垂直的固定在固定臺上，其活塞桿的上端部樞接于上平臺。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有四個可以控制的自由度，能夠較為真實的模擬駕駛場景，提供較為逼真的動感模擬效果，并且其結(jié)構(gòu)簡單，制作成本較低，有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號G09B9/02GK203055223SQ20132001708
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者王林百 申請人:王林百