运动模拟器制造技术

运动模拟器由底座和平台构成，所述底座通过六自由度的六足仪来驱动中间构件，所述平台由二自由度的模拟器来驱动，平台设置于所述中间构件上，以补充俯仰和滚动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种运动模拟器。更具体地说，本专利技术涉及一种用于需要以至少一个旋转自由度的大偏移的应用的运动模拟器。
技术介绍
运动模拟器是本领域中公知的。斯图尔特平台(或六足仪)是相对于底座移动平台的一种公知形式的模拟器。六足仪具有六个线性致动器，这些线性致动器布置成相对于底座在六个自由度(三个线性自由度、三个旋转自由度)中移动平台，这取决于组合地使用的致动器。平移自由度通常称为浪涌(在行进方向上的水平移动)、摇摆(垂直于行进方向的水平移动)和起伏(垂直运动)。旋转自由度称为滚动(绕平行于行进方向的轴线的旋转)、俯仰(绕垂直于行进方向的水平轴线的旋转)和偏转(绕垂直轴线的旋转)。六足仪具有由平台的最大偏移和最小偏移限定的有限工作空间，所述平台的最大偏移和最小偏移又由致动器的行程极限限定。为了需要以任何给定自由度的进一步平台移动的更大工作空间，提供更长的六足仪致动器是已知的。虽然这可实现期望的效果，但是它大幅增加模拟器的成本(更长的线性致动器明显比短的线性致动器更昂贵)，并且有时可以降低模拟器的固有刚性。在一些情况下，六足仪完全不适合所要求的偏移自由度。刚性是模拟器的重要属性，因为它最小化不期望的平台振动和振荡，否则振动和振荡会在对象上提供错误的加速度和力。因此，在已知的斯图尔特平台上，在最大平台偏移和刚性之间存在折中。存在需要以一个(或多个)特定的旋转自由度的高偏移或行进度的各种模拟。这可以用于模拟重力或径向加速度。例如，油箱测试、电池测试、燃油计量系统测试、设备的惯性测量、测试仪器、固定法测试、含有/取决于液体或磁铁的设备以及需要人工水平线的任何设备都需要以全局滚动和俯仰自由度的潜在大的平台移动。提供具有长冲程致动器的六足仪会在一定程度上提供所需的功能性，但并非在所有的情形下提供所需的功能性。大的六足仪还会提供并不需要的功能性，即额外地以剩余的四个自由度行进。因此，在一方面提供刚性、紧凑且便宜的模拟器，且在另一方面提供以滚动和俯仰自由度的附加移动，存在竞争性需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服或至少缓和这个问题。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种运动模拟器，其包括:底座和由六足仪连接到底座的中间构件，该六足仪配置成相对于底座以六个全局自由度移动中间构件，该六个全局自由度包括滚动、俯仰和偏转；平台，其连接到中间构件用于相对于该中间构件以至少一个局部旋转自由度移动；补充致动组件，其布置成以至少一个局部旋转自由度相对于中间构件移动平台，以便补充平台以全局滚动和俯仰自由度中的至少一个自由度的全局移动。有利地，可移动平台在中间构件上的设置允许更大范围的平台移动。将注意到，虽然六足仪是并行操纵器(由此提供所需的刚性)，但是中间构件和平台串联联接(提供高的移动范围)。在下面讨论的实施例中，六自由度的六足仪由受万向接头约束的二自由度系统补充。优选地，平台和中间构件由接头连接，该接头在第一侧固定到中间构件并在第二侧固定到平台，且该接头在中间构件的局部俯仰和滚动轴线上具有自由度。优选地，补充致动组件包括第一补充线性致动器，该第一补充线性致动器在第一端安装到中间构件且在第二端安装到平台。更优选地，平台经由接头连接到中间构件，并且其中第一补充线性致动器在与该接头隔开的位置处连接到平台，以便在平台上产生力矩。这导致使用线性致动器的平台的旋转。优选地，接头是万向接头，如万向节或球形接头。这允许平台仅仅以中间构件的两个假想的水平自由度旋转。术语“万向接头”在这里用于表示具有至少两个旋转自由度的接头。优选地，平台以除了滚动和俯仰之外的所有局部自由度相对于中间构件进行约束。替代地，接头可以是以除了一个旋转自由度之外的所有旋转自由度约束的接头，即铰链接头。优选地，补充致动组件是具有至少两个功能上并行的致动器的并行操纵器。在这方面，“功能上并行”意味着并行操作，即两个致动器均连接到中间构件和平台。这进一步增强整个操纵器的刚性。优选地，六足仪和补充致动组件在三维空间重叠。这提供刚性、紧凑的布置。优选地，致动器在几何意义上是不平行的，即它们相对于彼此成斜角。补充致动组件可包括第二补充线性致动器，该第二补充线性致动器在第一端安装到中间构件且在第二端安装到平台。优选地，第一致动器的第二端和第二致动器的第二端部在平台上间隔开。从而，第一致动器和第二致动器的移动的组合可以以两个自由度移动-ψ-1 口 O优选地，六足仪在限定第一平面的至少三个固定点附接到中间构件，并且其中一个或多个补充线性致动器的一个或多个第一端设置在第一平面的第一侧上，与平台相对。优选地，六足仪在限定第一平面的至少三个固定点附接到中间构件，并且其中补充致动组件穿过第一平面。更优选地，至少三个固定点限定由连接至少三个固定点的线界定的第一表面，并且其中补充致动组件穿过第一表面。这提供刚性、紧凑的模拟器。优选地，中间构件包括中心区和多个腿，其中六足仪附接到这些腿。这允许具有低惯性的轻量中间构件，并且也允许补充致动组件在腿之间穿过以得到更紧凑的模拟器。腿可以在中间构件的局部水平平面中延伸。优选地，中间构件包括延伸到由六足仪限定的体积中的腿，其中补充致动组件附接到该腿。“由六足仪限定的体积”是指由六足仪致动器界定的假想三维空间。这样的体积由在相邻近致动器之间延伸最短可能距离的表面和由连接其中多对致动器附接到中间构件的三个区域的顶表面界定。优选地，补充致动组件在脚处附接到腿，该脚限定在平台远侧的一端处。优选地，补充致动组件配置成相对于中间构件围绕中间构件的局部坐标系中的两条假想水平轴线致动平台。优选地，六足仪包括多个线性致动器，其中补充致动组件包括具有偏移少于六足仪的任何线性致动器的至少一个线性致动器。换句话说，代替在六足仪中提供六个更长致动器的现有技术方法，六个“正常”长度致动器由两个另外的致动器补充。8个正常长度致动器而不是6个更长致动器的设置更便宜且更硬。优选地，六足仪和补充致动组件中的至少一个包括至少一个线性致动器，该至少一个线性致动器包括驱动滚珠螺杆推进活塞的电动马达。【附图说明】现在将参考附图通过示例的方式描述根据本专利技术的示例运动模拟器，其中:图1是根据本专利技术的运动模拟器的透视图；图2是图1的运动模拟器的平面图；图3是图1的运动模拟器的前视图；图4是图1的运动模拟器的侧视图；图5是图1的运动模拟器的一部分的透视图；图6是图1的运动模拟器的子组件的第一透视图；图7是图1的运动模拟器的子组件的另一透视图；和图8是处于致动状态的图1的运动模拟器的透视图。【具体实施方式】转到图1，运动模拟器100—般包括底座102、中间构件104和平台106。中间构件104和底座102由六足仪108连接和驱动，且平台106和中间构件104由接头组件110连接并由补充致动组件112驱动。底座102通常呈三角形，分别具有第一顶点114、第二顶点116和第三顶点118，如图2中所示。底座102通过公知方法附接到不可移动表面，如车间的地板。底座设置到全局不可移动的全局轴线XG、YG和ZG。围绕XG的旋转是滚动，且围绕YG的旋转是俯仰。围绕ZG的旋转是偏转。图6和图7中更详细示出中间构件104。中间构件104包括分别从中心区126径向延伸的三个臂120、122、124。中间构件104具有包括轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动模拟器，其特征在于，包括：底座和由六足仪连接到所述底座的中间构件，所述六足仪配置成相对于所述底座以六个全局自由度移动所述中间构件，所述六个全局自由度包括滚动、俯仰和偏转；平台；在第一侧处固定到所述中间构件且在第二侧处固定到所述平台的接头，所述接头在所述中间构件的局部俯仰和滚动轴线上具有自由度；补充致动组件，其布置成在所述中间构件的局部俯仰和滚动轴线上相对于所述中间构件移动所述平台，以便补充所述平台以所述全局滚动和俯仰自由度中的至少一个自由度的全局移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让保罗·沃马丹，
申请(专利权)人：穆格公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL