[实用新型]一种模拟三轴运动平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟三轴运动平台，特别是涉及一种不使用液压或气压系统的三轴动态仿真装置。

背景技术

传统的三轴动态仿真装置，大都采用液压或气压技术来达成3D动态仿真的目的，但其缺点为体积较庞大，所需组件与维护需求较多，且组装困难及不易维修，在成本与维护效益的考虑下较不经济。

而不采用液压或气压技术的机械式三轴运动平台，例如，美国第5036724号专利公开的机械装置，其缺点为机构设计繁复，且造成运动控制不易及机构整体刚性不足，无法完全输出扭力。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于设计一种模拟三轴运动平台，不使用液压或气压技术、具有结构设计简化、工作空间不受限制及制造成本降低的优点。

所述模拟三轴运动平台，包括一两轴运动平台及一第三轴运动机组，其中，该两轴运动平台包括一铺设于地面基础上的基底平台、一固定地设置在该基底平台上的立柱、一固定地设置在该立柱的顶部上的万向关节轭机构、一可进行两个自由度旋转运动的活动平台及两组呈正交配置的模块化凸轮驱动组，而且，该活动平台设有两个呈正交配置的承接座；每组凸轮驱动组包括一可进行一个自由度运动的凸轮连杆，且该凸轮连杆的上端部与该活动平台的其中一个承接座构成枢接连接；该万向关节轭机构为具备两个自由度旋转运动的连接结构，锁固在该立柱与该活动平台之间，以支撑且限制该活动平台相对该基底平台进行两个自由度旋转运动；而所述第三轴运动机组包括一可进行一个自由度运动的转动平台，且该转动平台枢设于该两轴运动平台的活动平台上面。

本实用新型的模拟三轴运动平台，于每一轴的驱动轴上设有一光遮断片、一编码器或一电位计的其中一种，当该模拟三轴运动平台的每一轴进行一个自由度旋转运动时，可用于感测每一轴的旋转区域。

本实用新型的模拟三轴运动平台，于所述两轴运动平台的基底平台与活动平台之间，至少设有一组位置反馈传感器，可用于感测该活动平台进行一个或两个自由度旋转运动时的运动位移信号；而且，该位置反馈传感器可选用线性电阻器、编码器、电位计、加速计、光学表尺或陀螺仪中的一种。

本实用新型的模拟三轴运动平台，在所述两轴运动平台的活动平台与第三轴运动机组之间，设有一第三轴位置反馈传感器，以感测该第三轴运动机组的转动平台进行第三轴旋转运动时的运动位移信息，而且，该第三轴位置反馈传感器可选用线性电阻器、编码器、电位计、加速计、光学表尺或陀螺仪中的一种。

本实用新型的模拟三轴运动平台，在所述第三轴运动机组的转动平台的侧边，设有一第三轴光遮断片，配合设置在所述两轴运动平台的活动平台上面的光遮断传感器，可用于感测该转动平台的旋转区域。

本实用新型的模拟三轴运动平台，于所述第三轴运动机组的转动平台上，设有一编码器或一电位计，可用于感测该转动平台的旋转区域。

本实用新型的模拟三轴运动平台，于所述第三轴运动机组的转动平台上，设有一座舱，且经过接口由计算机系统实时控制所述转动平台及座舱一起进行3D动态仿真运动，而且，该座舱至少设有一显示单元、一光效单元或一音效单元，由计算机系统按照预设的剧本情节实时产生具虚拟实境场景及适时搭配光、音效果的仿真3D动态运动。

本实用新型的模拟三轴运动平台，可运用于游戏系统、教学训练系统、导览系统、动感电影院与虚拟实境等系统，且具备以下突出的优点：

1.使用两组组呈正交配置的凸轮驱动组，可以简化驱动机构与运动控制设计的复杂度，尤其将两组组凸轮驱动组采用模块化结构设计，更有利于简化设计、缩小工作空间限制及降低制造成本；

2.使用光遮断片与光遮断传感器的组合感测凸轮驱动组的凸轮旋转区域，可避免凸轮驱动组遇到运动学上的分支多解问题，大幅降低控制的复杂度；

3.使用位置反馈传感器(例如线性电阻)感测两轴运动平台的活动平台进行X轴或Y轴旋转运动的位移信号，可以避免机械式传感器常因加工尺寸公差与组装误差而造成发生信号感测误差，以提高两轴运动平台的控制精确度。

附图说明

图1为本实用新型的模拟三轴运动平台示意图。

图2为图1的模拟三轴运动平台包括一两轴运动平台及一第三轴运动机组的分解图。

图3为图1的模拟三轴运动平台的局部剖面放大图。

图4为图1的模拟三轴运动平台的局部俯视放大图，以及说明图1的模拟三轴运动平台使用两组呈正交配置的凸轮驱动组的示意图。

图5为本实用新型的凸轮驱动组示意图。

图6为图1的模拟三轴运动平台结合座舱共同组成一种游戏机的示意图。

附图标记