[發明專利]一種基于六自由度體感平臺的滑雪模擬機

在審

• 申請號: 201710609582.7
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN109289184A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 胡磊;張堅;劉洪升;郭娜;俞國鑫
• 申請（專利權）人: 北京楓翼科技有限公司
• 主分類號: A63B69/18
• 分類號: A63B69/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于六自由度體感平臺的滑雪模擬機，由動平臺、執行機構、靜平臺、控制系統、滑雪板組件、雪杖、支撐體組成；執行機構兩端分別安裝在動平臺和靜平臺上；控制系統安裝在靜平臺上；滑雪板組件安裝在支撐體上；支撐體和雪杖安裝在動平臺上。本發明設計了一種自由度多、體積相對小、滑雪模擬程度較高的滑雪機，屬于運動器械技術、虛擬仿真領域。本發明采用六自由度體感平臺作為主要驅動元件，動平臺工作空間范圍大，精度高；兩個滑雪板可以做獨立的左右擺動，豐富了滑雪板的姿態，增強了模擬的真實性；此外，在滑雪板上部增加壓力傳感器，實時采集人體足部壓力數據，與控制系統實時交互，使系統模擬更加真實穩定。

技術領域

本發明是一種基于六自由度體感平臺的滑雪模擬機，由六自由度體感平臺作為主要驅動體，滑雪板下方電機進行輔助驅動，實現對滑雪運動的模擬，屬于運動器械技術、虛擬仿真領域。

背景技術

隨著虛擬現實技術和體感模擬裝置的發展和應用，體感平臺被廣泛應用于汽車駕駛模擬器、飛行模擬器、運動體感模擬器等眾多領域。體感平臺的功能就是利用機器人技術模擬真實的運動環境，為操作人員提供視覺、聽覺、觸覺、動感等逼真的感覺。

體感平臺廣泛采用并聯六自由度Stewart結構平臺，目前Stewart平臺廣泛采用電動缸方式驅動，運動范圍較小，空間占用較大。本文中采用了一種電機-曲柄搖桿式機構的體感平臺，在保證空間占用較小的同時，有效增加了體感平臺的運動范圍，提高了滑雪模擬的真實性。

在滑雪運動的模擬方面，目前一些學者設計的滑雪模擬機普遍以模仿高山滑雪為主，只能進行左右擺動，自由度較少；還有學者采用并聯平臺，人體雙腳固定在平臺上，兩腳之間沒有相對運動，體驗較為單一；另有一些廠家，利用滑雪毯的相對運動來模擬滑雪，原理類似于跑步機，占用場地較大，且滑雪坡度不能改變。

本文設計了一種基于六自由度體感平臺的滑雪模擬機，每個滑雪板可單獨在其水平面內轉動，在雪板上增加壓力傳感器系統，可以較為真實的還原滑雪運動，增強了模擬效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于六自由度體感平臺的滑雪模擬機，它使用曲柄搖桿驅動的六自由度體感平臺作為主運動單元，滑雪板下方電機進行輔助驅動，配合滑雪板上方的壓力傳感器，有效解決了當前滑雪模擬機自由度少、體積大、模擬效果差、主動性差等問題。

技術方案：本發明的目的是這樣實現的：

一種基于六自由度體感平臺的滑雪模擬機，由動平臺(1)、執行機構(2)、靜平臺(3)、控制系統(4)、滑雪板組件(5)、雪杖(6)、支撐體(7)組成；執行機構(2)兩端分別安裝在動平臺(1)和靜平臺(3)上；控制系統(4)安裝在靜平臺(3)上；滑雪板組件(5)安裝在支撐體(7)上；支撐體(7)和雪杖(6)安裝在靜平臺(3)上。

所述動平臺(1)側邊分布著6個相同的伸出軸，每一個伸出軸分別通過螺釘與相應的動平臺連接球鉸(25)連接；保護支架(11)與動平臺(12)主體相連接；雪杖連接球鉸(13)與雪杖(6)相連接。

所述執行機構(2)共有六組，每組分別由驅動電機(21)、轉動曲柄(22)、靜平臺連接球鉸(23)、搖桿(24)和動平臺連接球鉸(25)組成；驅動電機(21)固定在靜平臺(3)的靜平臺主體(31)上；轉動曲柄(22)輸入端與驅動電機(21)伸出軸固定；靜平臺連接球鉸(23)將轉動曲柄(22)輸出端和搖桿(24)的一端連接在一起，動平臺連接球鉸(25)將動平臺(1)伸出軸和搖桿(24)的另一端連接。

所述靜平臺(3)由靜平臺主體(31)、靜平臺底座(32)兩部分組成，靜平臺底座(32)放置在平地上，靜平臺主體(31)通過螺釘固定在靜平臺底座(32)上；靜平臺主體(31)是一個多邊形金屬空心盤狀結構，其上固定安裝6個驅動電機(21)。