[实用新型]六自由度运动模拟器

说明书

技术领域

本实用新型涉及运动模拟器，尤其是用于驾驶员使用的一种六自由度运动模拟器。 

背景技术

运动模拟器能在有人驾驶的模拟器之中用来给驾驶员提供运动感觉的模拟系统。它是模拟器中重要的模拟系统之一。

目前，国内运动模拟器一般有三种构成方式：运动空间姿态模拟、视景仿真模拟以及运动姿态与视景仿真融合模拟。运动空间姿态模拟多采用并联Stewart六自由度运动平台能够作绕空间坐标俯仰、横滚、偏航角运动和升降、横移、纵移直线运动。平台有六套独立的伺服系统，通过协调六个作动器的运动，来实现其六个自由度的运动，从而达到运动感觉模拟。视景仿真模拟则是由计算机技术为核心生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作 用、相互影响，从而产生“沉浸”于等同真实运动环境视觉模拟；运动姿态与视景仿真融合模拟是将运动平台和视景仿真技术结构，进行有效结合，增强了模拟器的真实感，弥补了单一的运动模拟和视景仿真模拟的不足。

国内运动姿态与视景仿真融合模拟器一般都是预先编排好的运动视景画面音效组成模拟器运动环境短片，并配以与相当的运动空间姿态变换，使人能产生真实运动的感觉。但是，随着对运动模拟器真实感要求越来越高，单一编排内容的视景动感模拟已经不能满足当前需求。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种以六自由度运动控制技术为基础，结合真实的运动操作组件、视景仿真与音效仿真技术，通过实时运动控制解算、信号传输处理形成一个由操作、运动姿态、视觉、听觉完全融合的六自由度运动模拟器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种六自由度运动模拟器，由座舱系统、运动仿真系统、视景仿真系统与六自由度运动平台系统构成，所述座舱系统包括操纵组件与显示组件，所述操纵组件与所述运动仿真系统相连接，所述运动仿真系统还与所述视景仿真系统和所述六自由度运动平台系统相连接，所述运动仿真系统和视景仿真系统还均与所述显示组件相连接。

所述视景仿真系统由工控机以及分别与所述工控机相连接的网卡、显卡以及声卡构成，所述网卡、所述显卡以及所述声卡均是通过PCI总线与所述工控机相连接。 

所述运动仿真系统由工控机以及分别与所述工控机相连接的网卡、数据采集卡、运动控制卡以及显卡构成，所述网卡、所述数据采集卡、所述运动控制卡以及所述显卡均是通过PCI总线与所述工控机相连接。

所述六自由度运动平台系统由伺服驱动器以及与所述伺服驱动器相连接的电动缸组件构成，所述电动缸组件由滚珠丝杆以及分别与所述滚珠丝杆相连接的伺服电机、限位/回零传感器以及线性位移传感器构成。

所述伺服驱动器与所述伺服电机相连接。

所述显示组件由座舱视角显示装置与雷达位置显示装置构成，所述座舱视角显示装置与所述视景仿真系统中所述显卡相连接，所述雷达位置显示装置与所述运动仿真系统中的所述显卡相连接。

在所述座舱系统中还设有音响与座舱，所述音响与所述视景仿真系统中的所述声卡相连接。

所述操纵组件与所述运动仿真系统中的所述数据采集卡相连接。

所述运动仿真系统中的所述运动控制卡与所述六自由度运动平台中的伺服驱动器相连接。

还包括配电及信号变送系统，配电及信号变送系统包括与所述六自由度运动平台系统中的伺服驱动器连接的驱动器供电装置、与所述限位/回零传感器连接的限位传感器供电装置、与所述线性位移传感器连接的位移传感器激励/供电装置，以及位移传感器信号变送装置；所述位移传感器信号变送装置连接于所述位移传感器激励/供电装置以及所述运动仿真系统中的数据采集卡，所述限位传感器供电装置也连接所述运动仿真系统中的数据采集卡。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的六自由度运动模拟器，由座舱系统、运动仿真系统、视景仿真系统与六自由度运动平台系统构成，座舱系统由操纵组件与显示组件构成，操纵组件与运动仿真系统相连接，运动仿真系统与视景仿真系统相连接，并且分别与显示组件相连接，运动仿真系统还与六自由度运动平台系统相连接。本实用新型以六自由度运动控制技术为基础，结合真实的运动操作组件、视景仿真与音效仿真技术，通过实时运动控制解算、信号传输处理形成一个由操作、运动姿态、视觉、听觉完全融合的模拟系统。

附图说明

图1 为本实用新型的原理结构框图；

图2 为本实用新型的实施例结构图。

主要元件符号说明如下：