[發(fā)明專利]一種基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011292965.4
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112362302B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝軍偉;張偉;李維嘉;童劍;劉法佑
• 申請（專利權(quán)）人: 中國艦船研究設(shè)計中心
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;王杰

1.一種基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括水池(10)、浮球(20)、六組驅(qū)動傳遞裝置、運動平臺(40)、配重球(50)和模擬運動控制系統(tǒng)；

所述浮球(20)位于水池(10)中；

所述六組驅(qū)動傳遞裝置環(huán)繞浮球(20)分布，每組驅(qū)動傳遞裝置包括絞車(31)、卷筒(32)、傳動滑輪(33)、下滑輪(34)、上滑輪(35)和纜繩(36)，所述上滑輪(35)安裝于與運動平臺(40)臺面平行的浮球(20)最大圓周上，所述下滑輪(34)安裝于水池(10)底部，所述絞車(31)和傳動滑輪(33)安裝于所述水池(10)上，卷筒(32)安裝于絞車(31)輸出軸上，每組驅(qū)動傳遞裝置的卷筒(32)、傳動滑輪(33)、下滑輪(34)、上滑輪(35)之間通過所述纜繩(36)依次進行連接，以將絞車(10)的驅(qū)動力傳遞至所述浮球(20)；

所述運動平臺(40)固定安裝于浮球(20)上方，用于安裝受試設(shè)備；

所述配重球(50)固定安裝于浮球(20)的下方；配重球(50)的質(zhì)量大于運動平臺(40)、浮球(20)和受試設(shè)備總質(zhì)量的20％，進而使六自由度運動模擬平臺和受試設(shè)備的重心低于六自由度運動模擬平臺浸沒于水中的穩(wěn)心；

所述模擬運動控制系統(tǒng)包括計算機和六通道驅(qū)動系統(tǒng)；所述計算機內(nèi)置模擬運動控制軟件，用于設(shè)定試驗工況六自由度運動相關(guān)參數(shù)，通過運動學公式將運動信息解算為纜繩的長度變化信息，并將纜繩的長度變化信息轉(zhuǎn)化為驅(qū)動控制信息；所述六通道驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)驅(qū)動控制信息控制絞車(31)運動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述下滑輪(34)在水池(10)底部的布置呈一個六邊形a，所述上滑輪(35)兩個并列一組在浮球(20)圓周上均勻布置呈一個六邊形b，便于實現(xiàn)對浮球(20)運動的精準控制；六邊形a的面積大于六邊形b的面積，同時六邊形a的各個頂點位于所述運動平臺(40)的最大運動范圍之外。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動滑輪(33)、下滑輪(34)、上滑輪(35)均為內(nèi)側(cè)護板夾角為60°±5°的外開口滑輪，運動平臺(40)在一定范圍的運動過程中，纜繩(36)可以在上述開口滑輪的開口中搖擺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機有線連接所述六通道驅(qū)動系統(tǒng)，六通道驅(qū)動系統(tǒng)有線連接所述絞車(31)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述絞車(31)采用能夠精確控制纜繩收放的電動絞車或液壓絞車。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮力平衡自重、自穩(wěn)定的大型六自由度運動模擬系統(tǒng)，其特征在于，每組驅(qū)動傳遞裝置的絞車(31)與傳動滑輪(33)固定在同一個固定基座上，該固定基座安裝于水池的臺面上。