[发明专利]运动平台和包括运动平台的飞行器模拟器

说明书

本发明涉及一种运动平台和包括所述运动平台的飞行器模拟器。

飞行器模拟器在本领域中已知。这种模拟器包括机械运动平台，所述机械运动平台容纳人可坐于其中的座舱。所述运动平台本身能模拟飞行器的运动。这种运动包括偏航、俯仰、摇动和平移运动。偏航与飞行器在正常飞行期间绕竖直轴线的旋转对应，俯仰与围绕与机翼平行的轴线的旋转对应，摇动与围绕飞机的纵向轴线的旋转对应。

一般来说，运动平台设有显示系统和可手动操作的控制元件，例如，操纵杆。通过使用操纵杆，所述模拟器控制运动平台的机械位置以及显示系统上所显示的内容，以给使用者产生实际上在驾驶飞行器的感觉。为此，所述模拟器包括控制器，所述控制器构造成根据操纵杆的操作来控制运动平台的定位。更具体地，所述控制器能控制设置在运动平台中的各个致动器，以启动上述运动。

大多数模拟器基于六足式运动平台。在这些运动平台中，多个液压缸在一端与固定框架连接，在另一端与座舱连接。其他配置采用电致动器，以提供所需致动。

使用六足式运动平台的缺点在于，这种机械概念耗费空间，且需要昂贵部件。这大大限制了基于六足原理的飞行器模拟器对于公众的可用性。另一个缺点在于，六种可能运动中的一种或多种的运动范围有限。具体地，如果要求在竖直方向有较大的运动范围，则六足的臂需要较长，且要设置成离得很远。

因此，本发明的目的在于提供已知模拟器的替代，在所述替代中，优选地，不会发生某些上述缺点，或至少程度减轻。

使用根据本发明的运动平台可实现该目的。本发明的运动平台优选适用于模拟飞行器的运动。

本发明的运动平台包括具有至少三个立柱的固定框架和基本设置在固定框架内的子框架。立柱基本上为沿竖直方向相对于支撑表面（例如，地面）延伸的细长结构。

所述运动平台进一步包括至少三个连接件，所述连接件用于在各个连接点将每个立柱与子框架相连接。通常为每个立柱设置一个连接件。连接件与子框架相连接的点被称为连接点。连接点可与子框架的质点对应。但是，（例如）在连接点位于腔体内的情况下，其还可指数学对象（mathematical object）。

一般来说，每个连接件在不同连接点处与子框架连接。因此，在典型配置中，所述运动平台包括与立柱数量相同的连接件。不同连接点的数量也是如此。

所述运动平台进一步包括与子框架连接且适用于容纳人员的座舱。所述座舱不需要为封闭结构。座舱的用途为容纳人员，并且如果适用，还容纳显示系统和可手动操作的控制元件，例如，操纵杆。

设置多个致动器以改变运动平台的配置。即，所述子框架、连接件和座舱形成接合结构。通过啮合或启动接合结构，所述致动器可实现座舱相对于固定框架的平移运动和/或包括俯仰、偏航和摇动的组的至少一个，或其组合。这些运动或移动不需要同时发生。

所述子框架和连接件优选配置为，使得在使用中每个连接点相对于子框架的共用中心点处于基本固定距离处。所述子框架的共用中心点不需要与子框架的质点对应。另外，在此处，其可指数学对象，例如，子框架内腔体中的点。

另外，应注意的是，所述共用中心点为相对于子框架而言的共用中心点。一般来说，其并非为空间（例如，相对于固定框架）中的绝对位置。相反，由于子框架在移动，因此共用中心点也将移动。可与连接件和子框架一起移动的连接点也是如此。

由于子框架基本布置在固定框架内，座舱也是如此。在所述运动平台的一个实施例中，立柱设于三角形配置中。在这种情况下，座舱和子框架基本被限定在外边缘与立柱重合的假想柱体中。

另外，通常地，优选以间隔开的方式设置连接点。更特别地，所述连接点优选设置在座舱的外边缘附近。通常，每个连接点与共用中心点之间的距离大约为座舱的高度、宽度或长度，或为代表座舱在一个或多个方向的尺寸的另一个典型参数。如果将座舱配置为球形，则每个连接点与共用中心点之间的距离约为座舱的外径的一半。本发明并未确切地排除座舱的其他几何形状。当所述连接点均位于一个平面内时，当座舱沿与该平面垂直的方向投影到该平面上时，如果连接点靠近座舱的外边缘或处于座舱的外边缘之外则是优选的。例如，如果座舱为盒体，投影将为正方形。这种情况下，所述连接点优选靠近正方形的外边缘或延伸到正方形的外边缘之外。如果座舱为球形，投影将为圆形。这种情况下，所述连接点优选位于圆形之外或靠近圆形。