运动发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种运动发生器，包括相对于表面运动的末端执行器，末端执行器通过至少六个致动机构运动，其中每个致动机构包括细长的张紧构件，张紧构件在其一端处连接至末端执行器，由此末端执行器通过张紧构件悬挂在表面上方，并且在其另一端处连接至同一致动机构的关联的摇杆，由此摇杆安装成绕相对于表面固定的轴线是可枢转的，并且其中当致动摇杆时，使关联的张紧构件和末端执行器运动。本发明专利技术还涉及包括这种运动发生器的运动系统和模拟器，以及涉及操作和生产方法。涉及操作和生产方法。涉及操作和生产方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运动发生器


[0001]本专利技术涉及运动系统领域。特别地但非排他地，本专利技术涉及运动发生器，并且涉及包括这种运动发生器的运动系统，以及涉及使用运动发生器和运动系统的方法。

技术介绍

[0002]运动发生器是一种能够在一个或多个自由度的方向上向有效载荷施加力和/或力矩、运动和加速度的设备。有效载荷可以是例如在基于运动发生器的运动模拟器中经历模拟体验的人。运动发生器用于包括控制系统的运动系统中。
[0003]运动系统用于各种应用，包括运动模拟(例如飞行模拟器和驾驶模拟器)、机器人、3D打印、振动和地震模拟。目前在运动模拟中使用的最常见的运动系统类型是Stewart平台(或“六足(hexapod)”)。这是一种具有六个致动器(通常是液压油缸)的并联机器人，致动器成对连接至平台底板上的三个配置，并跨越顶板上的三个安装点。置于顶板上的设备或有效载荷、例如人类用户，通常以某种形式的驾驶舱、驾驶员区域或模型车辆，可以在自由悬挂的主体能够运动的六个自由度中运动，即三个线性运动x、y、z(横向、纵向和垂直)和三个旋转(纵摇(pitch)、横摇(roll)和垂摇(yaw))。
[0004]运动模拟器是一种包括运动系统的机构，可以为乘员创造出处于行驶的车辆中的效果或感觉。运动模拟器分别以驾驶模拟器和飞行模拟器的形式专业地用于训练驾驶员和飞行员。它们在工业上还用于车辆本身的创建、设计和测试。用于驾驶和飞行模拟器的专业运动模拟器通常将视觉显示—例如由投影系统和关联的屏幕提供和音频信号与驾驶员或飞行员占用的车厢(或底盘)的运动同步，以便提供更好地感受运动的效果。运动模拟器还用于休闲或游戏应用(例如街机视频驾驶游戏)。虚拟现实(VR)头戴式显示器(HMD)的出现使得具有当前运动系统的沉浸式模拟的成本降低，并且能够将虚拟现实应用提供给休闲用途，例如在被动式游乐园或街机驾驶、第一人称骑行或飞行骑行中，以及在主动游戏中，在此一个或多个玩家对驾驶、骑行、飞行或第一人称游戏体验有一些控制权。
[0005]通常用于人类参与者运动模拟的六足类型通常具有达到约20Hz的相对较低的带宽。这意味着它们可以产生幅度一致的振荡运动和振动，频率达到每秒20次，超过该频率，运动的幅度随频率增加而减小。这足以复制大多数汽车悬架运动，但它不会传输与来自汽车发动机的振动、轮胎振动、道路噪音和赛道上锋利的路缘石相关的频率内容。低带宽还意味着信号延迟，这意味着驾驶员无法快速响应。
[0006]当前的运动系统、尤其是那些旨在用于诸如军事和商业飞行指导和训练应用等高端用途运动系统，通常非常大、重、复杂且非常昂贵。它们的复杂性需要大量的编程和维护，进一步增加了用户的成本。McLaren/MTS Williams/ABD和Ansible等已经开发了专用的驾驶模拟器运动系统，但这些系统往往在机械上极其复杂，因此也非常昂贵，具有精密加工的定制组件和通常昂贵的直线电机。这些专用的驾驶模拟器运动系统在某些方向上运动时比六足更灵敏，但在其他方向上仍然受到限制。在此类系统中使用滚珠丝杠的不利之处在于，虽然很好地建立定位，但它们会抑制力传递并且只能实现较低的带宽。这导致人类用户不
太自然的体验。
[0007]申请人较早的专利公开WO2020/007506和EP3591641构成本专利技术技术背景的一部分。
[0008]本专利技术的目的是提供一种改进的运动发生器，以及包含这种运动发生器的改进的运动系统和模拟器。本专利技术的一个目的是提供一种能够操作以在六个自由度上移动末端执行器的运动发生器，其生产成本较低。本专利技术的另一目的是提供一种适于休闲或游戏应用的运动发生器。

技术实现思路

[0009]根据本专利技术的一方面，提供一种根据权利要求1所述的运动发生器。这种运动发生器的优点可以是生产成本较低。这种运动发生器的另一优点可以是它适于休闲或游戏应用，例如因为它的生产相对简单或者它特别紧凑。根据本专利技术的运动发生器可以仍具有相对高的带宽。运动发生器可以是可反向驱动的。
[0010]根据本专利技术的运动发生器的其他特征从单独的权利要求2至17或权利要求2至17的组合显而易见。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供了一种运动系统，运动系统包括根据本专利技术的运动发生器和控制系统。
[0012]本专利技术的另一方面提供了一种模拟器，其包括根据本专利技术的运动发生器或根据本专利技术的运动系统和环境模拟装置。
[0013]本专利技术的另一方面提供了包括根据本专利技术的运动发生器的游戏或休闲用途的运动模拟器。优选地，运动发生器包括重量小于200kg、小于100kg或小于50kg的末端执行器，在游戏应用中可能是很典型的，和运动发生器控制系统。
[0014]本专利技术还提供了使用运动发生器或运动系统的方法，例如在权利要求21至23中任一项阐明的。
[0015]本专利技术还提供了根据权利要求24至25中任一项所述的一种生产运动发生器或运动系统的方法。
附图说明
[0016]现在将通过仅为示例的方式参考附图1至11说明根据本专利技术的运动发生器、运动系统和驾驶模拟器以及它们操作和生产，其中：
[0017]图1是根据本专利技术的运动发生器处于中性状态下从正面和一侧观察的立体图；
[0018]图1A是图1的运动发生器从背面和一侧观察的立体图；
[0019]图2是图1的运动发生器处于垂摇状态下从正面和一侧观察的立体图；
[0020]图3是图1的运动发生器处于纵荡向前状态下从正面和一侧观察的立体图；
[0021]图4是根据本专利技术的运动发生器从正面和一侧观察的立体图，大体如图1所示，其一种类型的致动机构处于中性状态；
[0022]图5是图4所示的运动发生器致动机构的一部分的详细视图；
[0023]图6是根据本专利技术的运动发生器从正面和一侧观察的立体图，大体如图1所示，其另一种类型的致动机构处于中性状态；
[0024]图7是根据本专利技术的运动发生器从正面和一侧观察的立体图，大体如图1所示，其其他类型的致动机构处于中性状态；
[0025]图8是图7所示的致动机构的详细视图；
[0026]图9是根据本专利技术的运动模拟器的立体示意图；
[0027]图10是根据本专利技术的另一运动模拟器的立体图；和
[0028]图11是用在根据本专利技术的运动系统中的控制系统的示意图。
具体实施方式
[0029]运动发生器
[0030]图1示出了根据本专利技术的运动发生器10。运动发生器10安装在表面12上，例如运动发生器所在的建筑物的地面上。
[0031]运动发生器10包括平台14形式的末端执行器，用于支持有效载荷，在此是用户16。平台14在此是适合于例如游戏或休闲应用的赛车驾驶舱的仿制品。平台14悬挂在包括在六个致动机构(未完全示出)中的六个细长的张紧构件T1
‑
6上。致动机构中的每个细长的张紧构件T1
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6的一端连接至平台14，另一端分别连接至致动机构中关联的摇杆R1
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种运动发生器，包括相对于表面运动的末端执行器，所述末端执行器通过至少六个致动机构运动，其中每个致动机构包括细长的张紧构件，张紧构件在其一端处连接至所述末端执行器，由此所述末端执行器通过张紧构件悬挂在所述表面上方，并且在其另一端处连接至同一致动机构的关联的摇杆，由此所述摇杆安装成绕相对于所述表面固定的轴线是能够枢转的，并且其中，当摇杆致动时，关联的张紧构件和末端执行器运动。2.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，每个张紧构件在沿同一致动机构中关联的摇杆的长度的一点处连接。3.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所述点朝向所述摇杆的非枢转安装端。4.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，每个摇杆枢转地安装在旋转接头或轴承上。5.根据前述权利要求中任一项所述的运动发生器，其中，至少一个致动机构包括可驱动地连接至所述摇杆的电机。6.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所述电机是电动机、力矩电机或齿轮传动电机。7.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所有致动机构包括可驱动地连接至所述摇杆的电动机、力矩电机或齿轮传动电机。8.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，一个致动机构的电机通过在其枢转点处可驱动地连接至所述摇杆的轴连接至同一致动机构的摇杆，由此，在使用中，所述摇杆通过轴的转动而枢转。9.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所述轴与所述摇杆绕其枢转的轴线同心。10.根据权利要求1至7中任一项所述的运动发生器，其中至少一个致动机构包括在沿其长度的一点处连接至所述摇杆的张紧带。11.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所有致动机构包括在沿摇杆长度的一点处连接至所述摇杆的张紧带。12.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所述点朝向所述摇杆的非枢转安装端。13.根据前述权利要求所述的运动发生器，其中，所述张紧带在摇杆的端部处连接至摇杆。14.根据权利要求1至7或10至13中任一项所述的运动发生器，其中，所述带通过绞盘或滑轮致动，所述绞盘或滑轮通过关联的电机或其他驱动设备致动，并且所述带通过附接至其另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：迪尼斯玛有限公司，
类型：发明
国别省市：