[發明專利]運動模擬器

有效

• 申請號: 201380070123.6
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN105009184B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 讓保羅·沃馬丹
• 申請（專利權）人: 穆格公司
• 主分類號: G09B9/12
• 分類號: G09B9/12;G09B9/14;B25J9/16;G09B9/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

運動模擬器由底座和平臺構成，所述底座通過六自由度的六足儀來驅動中間構件，所述平臺由二自由度的模擬器來驅動，平臺設置于所述中間構件上，以補充俯仰和滾動。

技術領域

本發明涉及一種運動模擬器。更具體地說，本發明涉及一種用于需要以至少一個旋轉自由度的大偏移的應用的運動模擬器。

背景技術

運動模擬器是本領域中公知的。斯圖爾特平臺(或六足儀)是相對于底座移動平臺的一種公知形式的模擬器。六足儀具有六個線性致動器，這些線性致動器布置成相對于底座在六個自由度(三個線性自由度、三個旋轉自由度)中移動平臺，這取決于組合地使用的致動器。平移自由度通常稱為浪涌(在行進方向上的水平移動)、搖擺(垂直于行進方向的水平移動)和起伏(垂直運動)。旋轉自由度稱為滾動(繞平行于行進方向的軸線的旋轉)、俯仰(繞垂直于行進方向的水平軸線的旋轉)和偏轉(繞垂直軸線的旋轉)。

六足儀具有由平臺的最大偏移和最小偏移限定的有限工作空間，所述平臺的最大偏移和最小偏移又由致動器的行程極限限定。為了需要以任何給定自由度的進一步平臺移動的更大工作空間，提供更長的六足儀致動器是已知的。雖然這可實現期望的效果，但是它大幅增加模擬器的成本(更長的線性致動器明顯比短的線性致動器更昂貴)，并且有時可以降低模擬器的固有剛性。在一些情況下，六足儀完全不適合所要求的偏移自由度。

剛性是模擬器的重要屬性，因為它最小化不期望的平臺振動和振蕩，否則振動和振蕩會在對象上提供錯誤的加速度和力。因此，在已知的斯圖爾特平臺上，在最大平臺偏移和剛性之間存在折中。

存在需要以一個(或多個)特定的旋轉自由度的高偏移或行進度的各種模擬。這可以用于模擬重力或徑向加速度。例如，油箱測試、電池測試、燃油計量系統測試、設備的慣性測量、測試儀器、固定法測試、含有/取決于液體或磁鐵的設備以及需要人工水平線的任何設備都需要以全局滾動和俯仰自由度的潛在大的平臺移動。提供具有長沖程致動器的六足儀會在一定程度上提供所需的功能性，但并非在所有的情形下提供所需的功能性。大的六足儀還會提供并不需要的功能性，即額外地以剩余的四個自由度行進。

因此，在一方面提供剛性、緊湊且便宜的模擬器，且在另一方面提供以滾動和俯仰自由度的附加移動，存在競爭性需求。

發明內容

本發明的目的是克服或至少緩和這個問題。

根據本發明的第一個方面，提供了一種運動模擬器，其包括：

底座和由六足儀連接到底座的中間構件，該六足儀配置成相對于底座以六個全局自由度移動中間構件，該六個全局自由度包括滾動、俯仰和偏轉；

平臺，其連接到中間構件用于相對于該中間構件以至少一個局部旋轉自由度移動；

補充致動組件，其布置成以至少一個局部旋轉自由度相對于中間構件移動平臺，以便補充平臺以全局滾動和俯仰自由度中的至少一個自由度的全局移動。

有利地，可移動平臺在中間構件上的設置允許更大范圍的平臺移動。將注意到，雖然六足儀是并行操縱器(由此提供所需的剛性)，但是中間構件和平臺串聯聯接(提供高的移動范圍)。在下面討論的實施例中，六自由度的六足儀由受萬向接頭約束的二自由度系統補充。

優選地，平臺和中間構件由接頭連接，該接頭在第一側固定到中間構件并在第二側固定到平臺，且該接頭在中間構件的局部俯仰和滾動軸線上具有自由度。

優選地，補充致動組件包括第一補充線性致動器，該第一補充線性致動器在第一端安裝到中間構件且在第二端安裝到平臺。更優選地，平臺經由接頭連接到中間構件，并且其中第一補充線性致動器在與該接頭隔開的位置處連接到平臺，以便在平臺上產生力矩。這導致使用線性致動器的平臺的旋轉。