[實用新型]一種三自由度球形運動平臺

有效

• 申請號: 201520261916.2
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN204713437U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 張純碧
• 申請（專利權）人: 重慶幻羽科技有限公司
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 譚小容

技術領域

本實用新型適用于各類球形模擬仿真設備，屬于機械結構技術領域。

背景技術

傳統球形運動模擬平臺，如圖1所示，由六支推缸和上下兩個平臺組成。每只推缸的上、下各配備有一個萬向鉸鏈，用于與上、下兩個平臺鉸接，下平臺固定在基礎上，借助六支推缸的伸縮運動，完成上平臺在空間六個自由度(X，Y，Z，α，β，γ)的運動，從而可以模擬出各種空間運動姿態。若在球形運動模擬平臺上安裝太空模擬艙，則可用于模擬太空艙供客戶體驗。

由于結構及控制原因，采用推缸進行耦合運動模擬，由于推缸行程有限，通過推缸運動疊加進行旋轉運動時有很大的運動耦合性，需要解耦控制才能進行旋轉運動模擬，故球形運動模擬平臺，旋轉運動行程有限，不能實現360°旋轉，且能耗高，機械結構磨損嚴重，保養間隔時間短，故障率高。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種能實現360°旋轉的三自由度球形運動平臺，能消除傳統球形運動平臺的耦合性，降低成本、能耗及故障率，延長保養間隔時間。

為此，本實用新型所采用的技術方案為：一種三自由度球形運動平臺，包括底座(1)、偏航從動盤(10)、俯仰回轉體、滾轉球形艙(2)、偏航驅?動電機組件(11)、俯仰驅動電機(12)、滾轉驅動電機(13)和俯仰主動齒輪(3)，所述偏航驅動電機組件(11)安裝在底座(1)上，偏航從動盤(10)水平設置，偏航驅動電機組件(11)帶動偏航從動盤(10)繞自身的軸線360°轉動；所述俯仰回轉體包括同軸設置的環形外圈(4)和環形內圈(5)，所述環形外圈(4)的底部固定安裝在偏航從動盤(10)上，所述俯仰驅動電機(12)和俯仰主動齒輪(3)也安裝在偏航從動盤(10)上，環形內圈(5)的外壁上設置有外齒與所述俯仰主動齒輪(3)嚙合，所述俯仰驅動電機(12)通過俯仰主動齒輪(3)帶動環形內圈(5)繞自身的軸線進行360°轉動；所述滾轉球形艙(2)位于俯仰回轉體內，環形內圈(5)上固設有兩個滾動連接組件(6)，滾轉球形艙(2)兩端的桿部分別通過軸承(7)安裝在各自對應的滾動連接組件(6)內，滾轉球形艙(2)的其中一端的桿部套裝有滾轉從動輪(8)，環繞著滾轉從動輪(8)設置有滾轉主動輪(9)，所述滾轉從動輪(8)、滾轉主動輪(9)和滾轉球形艙(2)構成了行星輪傳動機構，所述滾轉驅動電機驅動滾轉主動輪(9)轉動，通過滾轉從動輪(8)帶動滾轉球形艙(2)繞自身的軸線進行360°旋轉。

優選為，所述滾轉球形艙為太空模擬艙，由模擬艙外殼和模擬艙骨架組成，專用于模擬太空艙。

進一步，所述環形內圈的一端面與環形外圈齊平，另一端面超出環形外圈，所述環形內圈的外齒僅設置在超出部分上，使結構更為緊湊，進一步降低制造成本。

所述偏航驅動電機組件(11)包括偏航驅動電機(11a)和偏航主動輪(11b)，所述偏航從動盤(10)與偏航主動輪(11b)通過外齒嚙合，偏航?驅動電機(11a)通過偏航主動輪(11b)帶動偏航從動盤(10)轉動，所述偏航驅動電機組件(11)與俯仰主動齒輪(3)分別置于俯仰回轉體的左右兩側。優化結構布置，降低制造成本。

本實用新型的有益效果：三自由度球形運動平臺分別對三個旋轉軸(偏航軸、俯仰軸、滾轉軸)進行運動控制和解算，通過回轉支撐結構實現了球形運動平臺偏航、滾轉、俯仰三個旋轉軸的360°運動。由于三個自由度由三組互相獨立的伺服機構進行控制，運動系統無耦合性，對傳動機構不需要進行解耦，與傳統的六自由度運動相比，能高效的模擬偏航、滾轉、俯仰三個自由度的運動，同時解決了傳統六自由度運動平臺不能實現360°旋轉運動仿真。由于三自由度球形運動平臺采用了回轉支撐結構作為旋轉運動的軌道同時兼顧運動平臺框架，不僅使運動平臺本身耦合性較低，還降低了運動控制成本和故障率，降低了結構件的磨損，同時也降低了伺服控制成本，延長了保養間隔時間。

附圖說明

圖1為傳統球形運動模擬平臺。

圖2為本實用新型的立體圖。

圖3為本實用新型的正視圖。

圖4為圖3的右視圖。

圖5為本實用新型中滾轉球形艙與俯仰回轉體的安裝示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步說明：

如圖2—圖5所示，一種三自由度球形運動平臺，主要由底座1、滾轉?球形艙2、俯仰主動齒輪3、環形外圈4、環形內圈5、滾動連接組件6、軸承7、滾轉從動輪8、滾轉主動輪9、偏航從動盤10、偏航驅動電機組件11、俯仰驅動電機12、滾轉驅動電機13等組成。