[发明专利]全转向模拟联动运动平台及方法

权利要求书

1.全转向模拟联动运动平台，其特征在于，包括：

底座(1)，作为下平台；

圆形转盘(2)，同轴转动设置在底座(1)上端面；

环形转盘(3)，同轴转动设置在底座(1)上端面，在所述圆形转盘(2)外侧；

驱动组件，设置在底座(1)上并用于驱动环形转盘(3)转动；

运动平台(4)，作为上平台，所述运动平台(4)分别通过六个运动机构与圆形转盘(2)以及环形转盘(3)连接，其中三个所述运动机构均匀环绕设置在圆形转盘(2)上形成三角形结构，另外三个所述运动机构均匀环绕设置在圆形转盘形成倒三角形结构；

所述运动机构包括：

转动设置在圆形转盘(2)、环形转盘(3)上端面以及运动平台(2)下端面上的两个支撑座(5)；

转动座(6)，在所述支撑座(5)上固定设置，所述转动座(6)上设置有连接用铰接部；

伸缩杆(7)，所述伸缩杆(7)两端分别与两个转动座(6)连接；

其中，所述底座(1)上端面还转动设置有环形转块(8)，所述环形转块(8)设置套设在圆形转盘(2)外且设置在环形转盘(3)内，所述环形转块(8)通过连接臂(9)与环形转盘(3)固定连接；

所述伸缩杆(7)采用多级液压伸缩杆结构；

所述转动座(6)上端面设置有用于伸缩杆(7)插入的铰接部，所述伸缩杆(7)插入铰接部内并与铰接部两内壁转动连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动组件包括环绕设置在底座(1)上端面上的三个电机(11)，轴向均匀分布，所述电机(11)的输出端均同轴固定连接有驱动齿轮(12)，所述驱动齿轮(12)均与环形转块(8)上端面的驱动齿(10)啮合。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电机(11)采用编码电机。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，若干所述伸缩杆(5)上设置有测距传感器，实时获取伸缩杆的伸缩长度。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动齿轮(12)的直径远小于环形转块(8)。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座(1)上还固定设置有转向角传感器，所述转向角传感器与环形转块(8)位置对应并对其具有检测作用。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座(1)上端面还固定设置有电刹车器，其刹车片与环形转块(8)相抵。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座(1)上端面固定设置壳体(13)，所述壳体(13)内固定设置控制器，控制器与电机(11)、伸缩杆(7)、激光测距传感器、电刹车器以及转向角传感器均电连接。

9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述的装置的全转向模拟联动运动方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过电机(11)同步工作，同步驱动三个驱动齿轮(12)同步转动，并且转向相同，通过驱动齿轮(12)与环形转块(8)上端面的驱动齿(10)啮合来驱动带动环形转块(8)转动；

其中，环形转块(8)转动过程中通过三个连接臂(9)带动环形转盘(3)转动，三个环形转盘(3)在转动的同时驱动运动平台(4)进行转动动作；

2)环形转盘(3)带动运动平台(4)进行转动的过程中，运动平台(4)通过三个运动机构以圆形转盘(2)作为转动中心，带动其下侧的圆形转盘(2)转动；其中运动平台(4)采用六自由度运行平台；

3)三个电机(11)同步工作过程中，同步控制六个伸缩杆(5)进行伸缩动作，使得与环形转盘(3)连接的三个伸缩杆(5)进行伸长动作，与圆形圆盘(2)连接的三个伸缩杆(5)进行缩短动作，从而配合三个电机(11)对运动平台进行控制转动，当三个电机(11)控制环形转块(8)转动的角度与360°相差余量与六个伸缩杆(5)控制运动平台的转动角度相同时，六个伸缩杆(5)进行复位至原本的长度，相差余量的角度由环形转块(8)的转动弥补。

10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述六自由度运行平台的运动控制过程包括：

S1、设定运动平台在三个方向的运动分别为x，y，z，设定运动平台在三个方向的运动行程目标分别为x1，y2，z3，针对x，y，z对应六个伸缩杆的伸缩长度分别a，b，c，d，e，f；

S2、接收上位机发送的控制指令，根据控制指令进行运动解算，判断需要运动平台进行的运动状态，判断运动平台需要在三个方向的运动量，并获得三个运动方向需要进行运动的行程xn，yn，zn，将预计行程换算至六个伸缩杆的伸缩长度分别为an，bn，cn，dn，en，fn；

S3、六个伸缩杆在对应三个方向的伸缩长度不相同，以初始的运动平台位置作为原点建立坐标系，根据在坐标系中的运动方向设立伸缩长度的正负值，将三个方向上运动行程导致的伸缩杆伸缩长度进行相加，获得最后量为实际伸缩长的伸缩长度，接着控制液压伸缩杆进行伸缩，其伸缩长度为L；

S4、需要运动平台进行转向动作时，首先获得六个伸缩杆进行伸缩时，运动平台的转动阈值角度，记为q，接收上位机发送的控制指令，根据控制指令进行运动解算，判断需要运动平台进行的转动角度p，判断p与q之间的关系，其中：

当q＞p时，即运动平台需要进行转动的角度小于转动阈值角度，根据控制指令进行运动解算，判断各个伸缩杆需要的伸缩长度，通过外侧的三个伸缩杆进行伸长，内侧的三个伸缩杆进行缩短，实现运动平台的转向动作；

当q＜p时，即运动平台需要进行转动角度大于转动阈值角度，控制六个伸缩杆进行伸缩，首先驱动运动平台转动至转动阈值角度，同时三个电机工作，带动环形转块转动，接着驱动环形转盘转动，实现带动运动平台转动，在进行转动时，转向角传感器对转动角度进行测量，其实时转动角度为o，当o＝q时，控制六个伸缩杆进行复位长度，同步的还控制三个电机进行减速，当o＝p时，控制三个电机停止工作，并且电刹车器对环形转块进行刹停。