[发明专利]电机驱动的三自由度的家用型游戏运动模拟器

说明书

本发明公开了一种电机驱动的三自由度的家用型游戏运动模拟器，它包括底座、动平台、旋转平台、第一摆动机构、第二摆动机构和旋转驱动机构，动平台与底座通过胡克铰进行连接；第一摆动机构通过螺纹连件接固定于底座的左后部，第二摆动机构通过螺纹连接件固定于底座的右后部，第一、第二摆动结构通过关节球轴承与动平台进行连接；旋转平台安装在动平台上，他们之间安装有轴承；旋转驱动机构安装于动平台内，其输出轴插入旋转平台的转轴内孔，用于直接驱动旋转平台。本发明用小功率电机驱动便能实现绕三个坐标轴转动，且结构简单、紧凑，功耗低、成本低，模拟效果好，适合家用。

技术领域

本发明涉及运动模拟器技术领域，具体涉及一种电机驱动的三自由度的家用型游戏运动模拟器。

背景技术

游戏运动模拟器是通过动态控制运动模拟器实时跟踪虚拟游戏中的运动，可以使用户得到身临其境的体验。

传统的运动模拟器主要采用液压或者气压驱动，需要外接油泵、油箱或高压气站等附属设施。这些附属设置不仅增加成本，还存在油气泄露或者噪声污染等缺陷。一些发明者提出了改进方案，使用电动缸作为驱动单元，例如，申请号为201010157797.8的专利文献中公开了一种“电动座椅摇摆机构”，该机构设计采用了电动缸驱动的方式，但该机构只拥有两个摆动自由度和一个升降自由度，无法实现回转运动，无法实现复杂的运动模拟。

申请号为201380044761.0的专利文献中公开了一种“运动模拟器”同样采用电动缸驱动，虽然对比前者它能实现丰富的运动姿态变换，但是整体结构十分复杂。这些设计存在的问题是由于运动过程中的负载全部作用在驱动单元上，因此需要使用大功率的驱动单元，成本仍然高居不下。另外一方面，其旋转单元布置于底部，其负载为除旋转单元以外的所有机构，在旋转换向时，会有非常大的惯性力作用于驱动电机上，有难以快速，精准的控制旋转运动的缺点。

申请号为20088011428.5的专利文献公开了另外一种改进，将动平台有效荷载的质心保持为接近于运动平台的摆心。此种布置，使得有效荷载在其摆心上的运动有较少的能量消耗，从而可以使用功率相对较小的驱动电机。此种设计存在着一定的问题，游戏中的摆动中心与质心一致，这就导致摆动中心与用户坐标系的中心不一致，从而导致模拟失真。另外一方面，此设计只有两个真实自由度，能模拟的效果有限。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种电机驱动的三自由度的家用型游戏运动模拟器，旨在通过小功率电机驱动便能实现绕三个坐标轴转动的功能。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种电机驱动的三自由度的家用型游戏运动模拟器，包括：

底座，所述底座包括一固定支撑；

动平台，所述动平台包括电机安装箱体、传动臂和动平台中轴，所述传动臂与所述电机安装箱体连接，所述动平台中轴设置于电机安装箱体底部，所述动平台中轴与所述固定支撑上端配合，所述动平台中轴能够相对所述固定支撑转动；

旋转平台，所述旋转平台包括旋转机架、座椅、和旋转平台转轴；所述座椅与旋转机架连接，旋转平台转轴与旋转机架连接；

旋转驱动机构，所述旋转驱动机构安装在所述电机安装箱体上，所述旋转驱动机构包括一减速器，所述减速器输出轴与所述旋转平台转轴配合连接，用于驱动旋转平台旋转；

第一摆动机构和第二摆动机构，所述第一摆动机构和第二摆动机构分别与所述动平台连接，用于使所述动平台产生摆动。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述第一摆动机构和/或第二摆动机构为曲柄连杆机构。