[实用新型]串并联运动模拟器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟器，尤其涉及一种串并联运动模拟器。

背景技术

运动模拟器可以真实再现物体的空间运动状态，体现其运动学及动力学特性，在航空、航天及航海等领域中起着越来越重要的作用。1986年Tsai提出3-UPU平移机构(Kinematics of A Three-Dof Platform with Three Extensible Limbs.Recent Advances in Robot Kinematics,1996:401-410.),并给出3-UPU保持平动的条件。在现有的并联运动模拟器中，以六自由度并联平台为主流被广泛的应用于各类运动模拟器中，但是由于六自由度并联平台自身机构的特点存在着很多不足，例如其位置正解难于求解，动平台的位置和方位耦合，尤其是在工业制造中高精度的球铰制造困难，导致使用六自由度并联平台时达不到预想的精度。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种串并联运动模拟器。

本实用新型的目的是这样实现的：包括3-UPU并联平台，3-UPU并联平台的下平台是运动模拟器基座、上平台是环形的平动平台，平动平台内通过外环转轴设置有外环转台，外环转台内通过中环转轴设置有中环转台，中环转台内通过内环转轴设置有内环转台，外环转轴、中环转轴、内环转轴分别通过外环转动驱动器、中环转动驱动器、内环转动驱动器驱动。

本实用新型还包括这样一些结构特征：

1.所述外环转台、中环转台均是环形结构，所述内环转台是工作舱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的目的是提供一种利用三维平动和三轴转动来实现模拟真实运动的运动模拟系统，三个方向平动通过移动型3-UPU并联平台实现的，移动型3-UPU并联平台与基座由三个连杆连接，每个连杆依次包含通用副(U)、移动副(P)、通用副(U)；同时三轴转台的外、中、内环(工作舱)绕其轴线转动，可让工作舱室完全达到空间的任意姿态。本实用新型是串并联式结构，便于控制和维修。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

结合图1，本实用新型包括：运动模拟器基座1，基座与平动平台的驱动连杆2，平动平台3，外环转台4，中环转台5，内环转台(工作舱)6，连杆驱动器7，外环转动驱动器8，中环转动驱动器9，内环转动驱动器10，基座与连杆、平动台与连杆之间都是通用副连接。本实用新型由移动3-UPU并联平台和串联的三轴转台组成。串联三轴转台通过圆柱铰安装在移动3-UPU并联平台的平动台上。将工作舱六个自由度的运动进行解耦，移动3-UPU并联平台来控制工作舱三个自由度的平动，串联三轴转台控制工作舱三个自由度的转动。由3-UPU并联平台构成的平动台是串联三轴转台的支架，通过控制三根连杆的伸长量来控制三轴转台内环的空间位置。所述串联三轴转台由外环旋转台、中环旋转台和内环旋转台(工作舱)通过圆柱铰相互串联而成，使工作舱能实现空间任意姿态的运动。

本实用新型的机构可以通过空间六自由度的运动来实现模拟真实运动的系统，由控制装置、动力装置、转动台、平动台构成，工作舱既能完成有限空间的平动又能实现空间内任意角度的转动；所述的控制装置由琴键开关和程控单片电脑构成，安装在内环(工作舱)中；所述的动力装置由液压驱动装置、电机、齿轮和齿条导轨构成；所述的平动台由三根连杆分别与基座和平台之间用通用副连接构成(移动型3-UPU并联平台)；所述的转动台由外环旋转台、中环旋转台、内环旋转台构成。

驱动连杆2在连杆驱动器8的作用下完成平动态三个自由度的平动。外环转台4、中环转台5、内环转台(工作舱)6在外环转动驱动器8、中环转动驱动器9、内环转动驱动器10的依次驱动下绕各转轴转动，从而实现工作舱的任意运动。

综上，本实用新型“串并联运动模拟器”涉及一种利用三维平动和三轴转动来实现模拟真实运动的运动模拟系统，属机械学领域。目的是提供一种利用三维平动和三轴转动来实现模拟真实运动的运动模拟系统，三个方向平动可以将三轴转台内环(工作舱)送到空间内一定的位置；同时三轴转台的外、中、内环绕轴线转动，可让工作舱室完全达到空间的任意姿态。本实用新型可用于航天、航空、航海、战车等运动模拟，还可用作娱乐设施，双机联动还可用于空间跟踪与对接技术实验。