[发明专利]气动多自由度模拟装置

说明书

本发明主要公开一种气动多自由度模拟装置，其包括一支架、能供应高压气体的一供气装置、能以该高压气体为动力来驱动该支架作正向或逆向转动的一气动旋转机构、能以该高压气体为动力来驱动该支架作不同方向摆动的一气动升降机构、多个阀门及一阀门控制单元。该阀门控制单元与多个所述阀门能决定如何将该高压气体供应给该气动旋转机构与气动升降机构，借以控制两个所述机构的动作。本发明价格低廉，且可进行多自由度运动，以使乘坐其上的使用者体验到近似真实驾驶赛车、飞机或其他载具的感受。

技术领域

本发明涉及适用于模拟驾驶赛车、飞机或其他载具的驾驶模拟装置，特别涉及一种气动多自由度模拟装置。

背景技术

市面上的赛车模拟装置依其驱动方式大致上可分成两种，即电动缸和摇臂驱动方式，不管是哪一种方式都是用来驱动一支架，以使该支架上的一座椅能产生多个自由度的运动，让乘坐于该座椅上的使用者能体验到近似真实驾驶赛车的感受。然而，这两种驱动方式，背后都是以电机(例如伺服马达)作为动力源，由于每一个自由度的运行各自需要一个电机作为动力源，这将导致现有赛车模拟器的售价太高而难以普化至一般家庭。另外，现有的家用赛车模拟器还停留在无运动结构的模拟架方式，或者仅提供一、两个自由度，例如旋转和上下运动。这类家用赛车模拟器虽可因此降低售价，但无法模拟实际赛车的驾驶，故所能提供的体验效果当然差强人意。

发明内容

鉴于现有驾驶模拟装置难以兼顾体验效果及售价的问题，本发明提供一种气动多自由度模拟装置，借以解决该问题。

更详而言之，本发明的气动多自由度模拟装置包括一支架、能供应高压气体的一供气装置、能以该高压气体为动力来驱动该支架作正向或逆向转动的一气动旋转机构、能以该高压气体为动力来驱动该支架作不同方向摆动的一气动升降机构、多个阀门及一阀门控制单元。多个所述阀门分别接收该供气装置所供应的高压气体，并分别受阀门控制单元控制而对应开启或关闭。被开启的阀门将所接收的高压气体供应给控该气动旋转机构及/或气动升降机构，被关闭的阀门中断该高压气体的供应。

在一实施例中，本发明的上述气动升降机构包括一底座及间隔环列于该底座上的多支气压缸。该底座设于该气动旋转机构上，由该气动旋转机构带动而作转动。多支所述气压缸的缸体设于该底座，多个所述缸体分别连接多个所述阀门，并接收来自所连接的阀门的高压气体。气压缸利用高压气体来驱动本身的一伸缩杆作伸、缩，每一支气压缸的伸缩杆的末端各自连接于该支架。

在一实施例中，本发明的上述每一支气压缸的该伸缩杆各自套一缓冲弹簧，多个所述缓冲弹簧用于提供弹性缓冲作用给该支架。

在一实施例中，本发明的上述气动升降机构包括一固定环，该固定环连接固定于多支所述气压缸的缸体。

在一实施例中，本发明的上述供气装置设于该底座上。

在一实施例中，本发明的上述气动旋转机构包括一转动部、一转动驱动装置及一传动机构。该转动部的一端连接固定于该气动升降机构的该底座。该转动驱动装置连接多个所述阀门，并接收来自所连接的阀门的高压气体，及利用高压气体来驱动本身的一转轴作转动。该传动机构由该转动驱动装置带动，并传动该转动部作转动。

在一实施例中，本发明的上述传动机构包括由该转动驱动装置带动于转动的一主动齿轮、多个环绕该主动齿轮的从动齿轮及一内齿环。多个所述从动齿轮由该主动齿轮同步带动于转动。该内齿环连接固定于该转动部的另一端，并环抱多个所述从动齿轮，及由多个所述从动齿轮带动于转动。

在一实施例中，本发明的上述阀门控制单元包括一微处理器，多个所述阀门配置于该转动驱动装置及每一支气压缸，该微处理器会分析接收来自一电脑的座标数据，并将多个所述座标数据转换成代表对应自由度运动的运动数据，再将多个所述运动数据转换成对应的阀门开关数据，并根据多个所述阀门开关数据决定对应的阀门的开启与关闭，借以控制该转动驱动装置及/或多支所述气压缸的动作。