[發明專利]一種懸臂式兩自由度載人平臺裝置

有效

• 申請號: 201610478330.0
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106110661B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 王志明;王超;華明亞;唐前;嚴藝輝;劉俊清
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: A63G31/00
• 分類號: A63G31/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種懸臂式兩自由度載人平臺裝置，其特點是可以做左右360°的旋轉運動和前后110°的前后翻滾運動。可對兩個伺服電機進行編程完成前后、左右翻滾的復合運動，可以用來模擬運動以及娛樂設備。該載人設備屬于智能機械設備領域。

技術背景

近年來，多自由度運動平臺裝置活躍在國內外各大展覽會中，以其較好的操作體驗性能，可以作為研究多自由度運動的媒介，也可作為大型娛樂設備。其中作為仿真駕駛工具，多自由度載人平臺可以鍛煉孩子的方向感及駕駛技術，在提高兒童的手、眼、腦感知能力的同時又不失趣味性，目前正受到越來越多年輕中國父母的青睞。多自由度平臺在全面模擬汽車等的功能，這一特點正好迎合了玩具行業“朝仿真成年人用品趨勢發展”的趨勢。

多自由度平臺作為高新科技產品，具有重要的研究價值，在市場潛力巨大的娛樂設備行業，多自由度平臺裝置正釋放出驚人的消費能力，隨著全球經濟從金融危機中逐漸復蘇，其在整個機械工業的比例還將不斷增加。

兩自由度載人平臺可應用于游樂設備中的模擬駕駛，主要通過操作手柄控制兩個伺服電機，形成符合的二自由度運動，帶給人們震撼的立體體驗，產品適用年齡階段大——滿足一定的身高、年齡要求均可體驗。典型代表有環球熒幕。

發明內容

本發明目的在于針對已有技術的不足，提出了一種懸臂式兩自由度載人平臺裝置，采用懸臂結構，實現橫向的360°旋轉運動和前后約110°的翻轉運動，既可用來模擬研究兩自由度運動形式，也可作為游樂設備。

為達到上述目的，本發明的構思是：

裝置啟動后，通過伺服電機1帶動減速機驅動主動同步帶輪，主動同步帶輪通過免鍵脹套與減速機的輸出軸連接傳遞扭矩，從動同步帶輪通過免鍵脹套連接懸臂軸的末端傳遞扭矩，懸臂軸套在圓錐滾子軸承1的內圈上，旋轉軸的前端通過螺釘連接懸臂的末端。懸臂為槽型結構，懸臂的兩個側面上有軸承座安裝孔，螺旋反齒減速機安裝在懸臂上，與懸臂的安裝方向垂直，螺旋反齒減速機帶兩端輸出軸。輸出軸上套有圓錐滾子軸承，軸承安裝在軸承座內，連接軸套的一端將軸承座的一段頂住，另一端與前后翻轉兩側板用螺釘連接，通過鍵傳遞扭矩。兩個伺服電機各自運行，各自實現預定的旋轉角度，從而復合形成兩自由度旋轉。

根據上述發明的新構思，本發明采用的技術方案如下：

一種新型的兩自由度載人平臺裝置。它包括：底部支架、伺服電動機、懸臂、伺服電機、座椅以及座椅兩側的側板左側板和右側板。其特征在于：所述底部支架上固定安裝伺服電動機，伺服電動機通過一個第一減速傳動機構聯接傳動一根旋轉軸；所述旋轉軸固定連接懸臂，懸臂上安裝伺服電機，伺服電機通過一個第二減速傳動機構聯接傳動座椅左右兩側的側板左側板和右側板；所述伺服電動機經第一減速傳動機構驅動旋轉軸作360°旋轉運動，帶動懸臂作360°旋轉運動；所述伺服電機通過第二減速傳動機構聯接傳動座椅左右兩側的左側板和右側板作給定角度轉動，保證人的安全；

上述平臺裝置中，其特征在于：所述底座支架的底部安裝有地腳，底座支架的橫梁上安裝有安裝板，所述第一減速傳動機構是：安裝板上端安裝一個擺線針輪減速機和一個懸臂支撐架，擺線針輪減速機的輸入端與伺服電機連接，輸出端通過一個免鍵脹套與一個主動同步帶輪脹緊連接，旋轉軸末段通過一個免鍵脹套與一個從動同步帶輪脹緊連接，主動同步帶輪與從動同步帶輪通過一個同步帶實現同步傳動，并通過安裝在一個與安裝板固定連接張緊輪支架上的張緊輪來張緊，軸承套筒安裝在一個固定連接于安裝板的懸臂支撐架上，一個軸承套筒內安裝有一對圓錐滾子軸承，所述旋轉軸套在軸承內，旋轉軸的前端與懸臂螺釘連接；工作原理：所述伺服電機驅動擺線針輪減速機輸出軸旋轉，擺線針輪減速機的輸出軸與主動同步帶輪之間用免鍵脹套脹緊連接，從動同步帶輪通過免鍵脹套與旋轉軸脹緊連接，通過同步帶傳動，進一步達到降低速度，增大轉矩的效果；旋轉軸與懸臂螺釘連接，可做360°旋轉；