[發明專利]電機驅動的三自由度的家用型游戲運動模擬器

在審

• 申請號: 201810072612.X
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108525292A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 范守文;羅志競;朱暉;曲興家;牛大山;盧滿懷;余思佳
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: A63F13/28
• 分類號: A63F13/28
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 譚德兵

本發明公開了一種電機驅動的三自由度的家用型游戲運動模擬器，它包括底座、動平臺、旋轉平臺、第一擺動機構、第二擺動機構和旋轉驅動機構，動平臺與底座通過胡克鉸進行連接；第一擺動機構通過螺紋連件接固定于底座的左后部，第二擺動機構通過螺紋連接件固定于底座的右后部，第一、第二擺動結構通過關節球軸承與動平臺進行連接；旋轉平臺安裝在動平臺上，他們之間安裝有軸承；旋轉驅動機構安裝于動平臺內，其輸出軸插入旋轉平臺的轉軸內孔，用于直接驅動旋轉平臺。本發明用小功率電機驅動便能實現繞三個坐標軸轉動，且結構簡單、緊湊，功耗低、成本低，模擬效果好，適合家用。

技術領域

本發明涉及運動模擬器技術領域，具體涉及一種電機驅動的三自由度的家用型游戲運動模擬器。

背景技術

游戲運動模擬器是通過動態控制運動模擬器實時跟蹤虛擬游戲中的運動，可以使用戶得到身臨其境的體驗。

傳統的運動模擬器主要采用液壓或者氣壓驅動，需要外接油泵、油箱或高壓氣站等附屬設施。這些附屬設置不僅增加成本，還存在油氣泄露或者噪聲污染等缺陷。一些發明者提出了改進方案，使用電動缸作為驅動單元，例如，申請號為201010157797.8的專利文獻中公開了一種“電動座椅搖擺機構”，該機構設計采用了電動缸驅動的方式，但該機構只擁有兩個擺動自由度和一個升降自由度，無法實現回轉運動，無法實現復雜的運動模擬。

申請號為201380044761.0的專利文獻中公開了一種“運動模擬器”同樣采用電動缸驅動，雖然對比前者它能實現豐富的運動姿態變換，但是整體結構十分復雜。這些設計存在的問題是由于運動過程中的負載全部作用在驅動單元上，因此需要使用大功率的驅動單元，成本仍然高居不下。另外一方面，其旋轉單元布置于底部，其負載為除旋轉單元以外的所有機構，在旋轉換向時，會有非常大的慣性力作用于驅動電機上，有難以快速，精準的控制旋轉運動的缺點。

申請號為20088011428.5的專利文獻公開了另外一種改進，將動平臺有效荷載的質心保持為接近于運動平臺的擺心。此種布置，使得有效荷載在其擺心上的運動有較少的能量消耗，從而可以使用功率相對較小的驅動電機。此種設計存在著一定的問題，游戲中的擺動中心與質心一致，這就導致擺動中心與用戶坐標系的中心不一致，從而導致模擬失真。另外一方面，此設計只有兩個真實自由度，能模擬的效果有限。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種電機驅動的三自由度的家用型游戲運動模擬器，旨在通過小功率電機驅動便能實現繞三個坐標軸轉動的功能。

考慮到現有技術的上述問題，根據本發明公開的一個方面，本發明采用以下技術方案：

一種電機驅動的三自由度的家用型游戲運動模擬器，包括：

底座，所述底座包括一固定支撐；

動平臺，所述動平臺包括電機安裝箱體、傳動臂和動平臺中軸，所述傳動臂與所述電機安裝箱體連接，所述動平臺中軸設置于電機安裝箱體底部，所述動平臺中軸與所述固定支撐上端配合，所述動平臺中軸能夠相對所述固定支撐轉動；

旋轉平臺，所述旋轉平臺包括旋轉機架、座椅、和旋轉平臺轉軸；所述座椅與旋轉機架連接，旋轉平臺轉軸與旋轉機架連接；

旋轉驅動機構，所述旋轉驅動機構安裝在所述電機安裝箱體上，所述旋轉驅動機構包括一減速器，所述減速器輸出軸與所述旋轉平臺轉軸配合連接，用于驅動旋轉平臺旋轉；

第一擺動機構和第二擺動機構，所述第一擺動機構和第二擺動機構分別與所述動平臺連接，用于使所述動平臺產生擺動。

為了更好地實現本發明，進一步的技術方案是：

根據本發明的一個實施方案，所述第一擺動機構和/或第二擺動機構為曲柄連桿機構。