[发明专利]改善导杆自转效应的六自由度运动平台

说明书

本发明提供一种改善导杆自转效应的六自由度运动平台，包括：上平台；下平台；多个电动缸，位于上平台与下平台之间，成并联式设计；与每个电动缸对应设置的立式虎克铰，每个电动缸配置两个立式虎克铰，分别位于上平台底部及下平台上表面。每一个电动缸对应的立式虎克铰均通过调节垫块与上平台固定；调节垫块的底部水平并与上平台固定连接，调节垫块的安装面具有预定的角度，立式虎克铰的轴承座底面固定在安装面上。本发明的六自由度运动平台采用加装斜面垫块的方式，提高多自由度平台对小角度的复合姿态角摇摆作用的适应性，减轻复合姿态角摇摆过程中导杆自转效应，从而减少原立式虎克铰在复合姿态角运动时导杆急速自转引起的结构破坏问题。

技术领域

本发明涉及多自由度运动平台技术领域，具体而言涉及一种改善导杆自转效应的六自由度运动平台。

背景技术

多自由度运动平台是广泛应用在驾驶仿真领域，尤其是车辆驾驶模拟仿真(装甲车、坦克等)和飞行模拟仿真，基于六自由度运动平台模拟出一个人车路的闭环仿真系统，如图1所示的典型的驾驶仿真控制系统，主要有视景模拟显示系统、声感模拟反馈系统、体感模拟反馈系统以及驾驶对象的动力学模型。在飞行模拟仿真中还设计有操纵负荷模拟系统用来模拟力感反馈。驾驶模拟系统通过半实物仿真的方式进行训练模拟、性能分析和评价等，准确模拟驾驶操纵，获得实车、飞机的驾驶操纵感觉，对于人员的培训和评价具有重要的意义。

在这些驾驶仿真模拟系统中通常采用电动缸来设计多自由度的运动系统，实现给驾驶员的体感反馈，驾驶舱、油门踏板、方向盘、变速箱档位杆等操纵器安装在六自由度平台的上平台上，六自由度平台的典型结构如图2、3所示，多个电动缸布置在上平台和下平台之间，其中电动缸端部的曲柄与上平台通过立式虎克铰之间铰接，电动缸的底部同样与下平台上的立式虎克铰铰接连接，通过电动缸的伸缩直线运动实现上下平台之间的多自由度运动操作。

但在实际平台运动过程中，立式虎克铰在复合姿态角运动时会产生导杆自转效应，实际运行过程中由于导杆及虎克铰转轴无法进行相应的快速旋转，导致虎克铰破坏，结合图4、5测试了周期为4s的25°复合摇摆动作时的虎克铰轴自转角速度，采用立式虎克铰的六自由度平台在复合姿态角运动过程中，导杆急速自转引起了结构破坏，如图6所示为由于导杆自转效应引起的虎克铰塑性弯曲破坏的实际效果。

现有技术文献：

专利文献1：CN211479367U装甲车动态模拟运动平台

专利文献2：CN110107599A一种用于电动六自由度运动平台的虎克铰链结构

学位论文：谢潇：基于虚拟现实的六自由度驾驶模拟仿真系统开发

发明内容

本发明目的在于针对现有技术中多自由度运动平台在采用立式虎克铰实现电动缸与上下平台之间铰接连接时，产生的结构破坏与干涉问题，提供一种改善导杆自转效应的六自由度运动平台，在虎克铰与上平台/下平台之间设置调节机构，减轻导杆自转效应，减轻导杆自传效应带来的虎克铰结构破坏。

根据本发明目的的第一方面提出一种改善导杆自转效应的六自由度运动平台，包括上平台；下平台；多个电动缸，设置在上平台与下平台之间，成并联式设计；每个电动缸具有缸体以及可沿着缸体轴线方向伸缩直线运动的导杆，所述导杆的末端设置有第一曲柄；所述缸体的底部设置有第二曲柄；与每个电动缸对应设置的立式虎克铰，每一个电动缸配置两个立式虎克铰，即第一立式虎克铰与第二立式虎克铰，分别设置在上平台的底部以及下平台的上表面；

其中，所述每一个电动缸对应的第一立式虎克铰均通过调节垫块与上平台固定；所述调节垫块的底部水平并与上平台固定连接，调节垫块的安装面具有预定的角度，所述第一立式虎克铰的轴承座底面固定在所述安装面上，第一立式虎克铰转轴与导杆的第一曲柄销轴连接。