一種三自由度運動平臺機構的製作方法

2023-05-24 02:50:16 1

專利名稱：一種三自由度運動平臺機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到用於娛樂項目的運動機構，更具體的說涉及一種三自由度運動 平臺機構。
背景技術：
目前，很多大型娛樂場所都會有許多具有運動平臺機構的娛樂設施，而傳統娛樂 設施中的運動平臺機構一般僅限於進行前後、升降或旋轉等幾種簡單運動，而不能實現左 右旋轉、前後旋轉和上下升降等組合運動。因此其應用範圍較小，一般僅應用於小型或簡單 的遊樂車船上，且動作單一重複，很難產生較大的趣味性。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種三自由 度運動平臺機構，其可實現多自由度的平臺運動，適合用於各種遊樂設備上和各種運動模 擬設備上。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種三自由度運動平臺機構，包括平臺和底架，其中，所述底架上設置有第一 支座，所述第一支座處萬向鉸接有第一驅動裝置，所述第一驅動裝置的第一驅動杆連接所 述平臺底部的前端左側；所述底架上還設置有第二支座，所述第二支座處萬向鉸接有第二驅動裝置，所述 第二驅動裝置的第二驅動杆連接所述平臺底部的前端右側；所述底架上還設置有第三支座，所述第三支座處萬向鉸接有第三驅動裝置，所述 第三驅動裝置的第三驅動杆連接所述平臺底部的後端中部；還包括控制迴路，所述控制迴路上設置有多個用於控制所述第一驅動裝置、第二 驅動裝置和第三驅動裝置的閥門，以分別帶動所述第一驅動杆、第二驅動杆和第三驅動杆 運動，從而控制所述平臺在前後和左右方向上以不同角度傾斜運動、或上下垂直運動。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述平臺與所述底架之間還連 接有用於限制所述平臺左右平動的鉸鏈機構；所述鉸鏈機構的上端與設置在所述平臺底部的鉸鏈萬向十字組件螺栓連接，下端 為獨立分開的兩鉸接杆，兩個所述鉸鏈杆分別與所述底架上的第四支座和第五支座鉸接， 且鉸接處安裝有轉動軸套。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述平臺與所述底架之間還連 接有用於限制所述平臺前後平動的連杆機構；所述連杆機構一端與設置在所述平臺底部的連杆萬向十字組件螺栓連接，另一端 與所述底架上的第六支座鉸接，且鉸接處安裝有轉動軸套。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述第一驅動裝置、第二驅動裝 置和第三驅動裝置均採用油缸，所述第一驅動杆、第二驅動杆和第三驅動杆均為油缸的缸杆；其中，所述控制迴路中的閥門為用於控制油缸的比例伺服閥，且每個所述油缸所在的回 路中均設置有平衡閥。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述第一驅動裝置、第二驅動裝 置和第三驅動裝置均採用氣缸，所述第一驅動杆、第二驅動杆和第三驅動杆均為氣缸的缸 杆；其中，所述控制迴路中的閥門為用於控制氣缸的氣體流量比例閥，且每個所述氣缸所在 的迴路中均設置有平衡閥。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述第一驅動杆、第二驅動杆和 第三驅動杆均通過萬向十字節與所述平臺連接。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述平臺前後轉動角度為 士8°、左右轉動角度為士 13°、上下升降高度為0 252mm。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述第一驅動裝置、第二驅動裝 置和第三驅動裝置的第一驅動杆、第二驅動杆和第三驅動杆的行程採用電子直線位移傳感 器測得。本實用新型所述的三自由度運動平臺機構，其中，所述油缸行程閉環可控。本實用新型的三自由度運動平臺機構通過在平臺底部的前端左右側和後端中部 連接第一驅動裝置、第二驅動裝置和第三驅動裝置，並採用控制迴路的閥門來控制該第一 驅動裝置的第一驅動杆、第二驅動裝置的第二驅動杆和第三驅動裝置的第三驅動杆運動， 以實現平臺在在前後和左右方向上以不同角度傾斜運動、或上下垂直運動。並可通過程序 調節控制迴路上的閥門，從而調節各驅動杆運動的運動速度，以產生更逼真的運動效果。本 實用新型的三自由度運動平臺機構可廣泛應用於各種遊樂設備上和各種運動模擬設備上。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型實施例的三自由度運動平臺機構的正面平臺平行舉升狀態示 意圖；圖2是本實用新型實施例的三自由度運動平臺機構的平臺後端升起狀態示意圖；圖3是本實用新型實施例的三自由度運動平臺機構的平臺前端升起狀態示意圖；圖4是本實用新型實施例的三自由度運動平臺機構的平臺左右傾斜狀態示意圖。
具體實施方式
下面結合圖示，對本實用新型的優選實施例作詳細介紹。本實用新型較佳實施例的三自由度運動平臺機構如圖1所示，同時參閱圖4，所述 三自由度運動平臺機構包括平臺1和底架7，在底架7上設置有第一支座61，第一支座61 處萬向鉸接有第一驅動裝置31，第一驅動裝置31的第一驅動杆311連接平臺1底部的前 端11的左側111。底架7上還設置有第二支座62，第二支座62處萬向鉸接有第二驅動裝 置32，第二驅動裝置32的第二驅動杆321連接平臺1底部的前端11的右側112。底架7 上還設置有第三支座63，第三支座63處萬向鉸接有第三驅動裝置33，第三驅動裝置33的第三驅動杆331連接平臺1底部的後端12中部。本實施例的三自由度運動平臺機構還包括控制迴路(未圖示)，控制迴路上設置 有多個閥門，通過對閥門開啟和閉合的控制來控制第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第 三驅動裝置33，第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第三驅動裝置33再分別驅動第一驅 動杆311、第二驅動杆321和第三驅動杆331運動，從而控制平臺1在前後和左右方向上以 不同角度傾斜運動、或上下垂直運動。具體運動過程如下如圖1所示，同時參閱圖4，當開啟連接第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第三 驅動裝置33的閥門，第一驅動杆311、第二驅動杆321和第三驅動杆331可同時升起，由於 第一驅動杆311、第二驅動杆321和第三驅動杆331分別連接在平臺1底部的前端11的左 側111、平臺1底部的前端11右側112和平臺1底部的後端12中部，因此第一驅動杆311、 第二驅動杆321和第三驅動杆331可將平臺1沿豎直方向上升起；如圖2所示，當關閉第一驅動裝置31和第二驅動裝置32所在迴路的閥門，同時開 啟第三驅動裝置33所在迴路的閥門，則第三驅動杆331可將平臺1後端12抬起；如圖3所示，當開啟第一驅動裝置31和第二驅動裝置32所在迴路的閥門，同時關 閉第三驅動裝置33所在迴路的閥門，則第一驅動杆311和第二驅動杆321運動，從而使得 平臺1前端11抬起；如圖4所示，當開啟第一驅動裝置31或第二驅動裝置32所在迴路的閥門，同時開 啟第三驅動裝置33所在迴路的閥門，則可使平臺1相應地向左或向右傾斜。在進一步的實施例中，如圖4所示，在平臺1與底架7之間還連接有用於限制平臺 1左右平動的鉸鏈機構2。鉸鏈機構2的上端與設置在平臺1底部的鉸鏈萬向十字組件螺 栓連接，下端為獨立分開的兩鉸接杆，包括第一鉸鏈杆21和第二鉸鏈杆22，兩個鉸鏈杆21、 22分別與底架7上的第四支座34和第五支座35鉸接，且鉸接處安裝有轉動軸套。在進一步的實施例中，如圖1所示，在平臺1與底架7之間還連接有用於限制平臺 1前後平動的連杆機構4。連杆機構4的一端與設置在平臺1底部的連杆萬向十字組件螺 栓連接，另一端與底架7上的第六支座66鉸接，且鉸接處安裝有轉動軸套。優選地，同時採用鉸鏈機構2和連杆機構4可保持平臺1不僅具有前後轉動、左右 轉動和上下升降三個方向的自由度，還能控制平臺1在運動中的平衡。優選地，以上各實施例中，第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第三驅動裝置33 均採用油缸，第一驅動杆311、第二驅動杆321和第三驅動杆331均為油缸的缸杆。其中，控 制迴路中的閥門為用於控制油缸的比例伺服閥，且每個油缸所在的迴路中均設置有平衡閥 (未圖示)。或者，以上各實施例中，第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第三驅動裝置33均 採用氣缸，第一驅動杆311、第二驅動杆321和第三驅動杆331均為氣缸的缸杆。其中，控制 迴路中的閥門為用於控制氣缸的氣體流量比例閥，且每個氣缸所在的迴路中均設置有平衡 閥(未圖示)。根據上述實施例，在控制迴路中接通任意兩個或三個油(氣)缸所在迴路的閥門， 同時可以任意調節各油(氣)缸的比例閥，實現平臺按照不同速度和角度運動，同時也可讓 平臺停留在某一個位置和達到某一種空間狀態。具體如下如圖1所示，程序接通三個油(氣)缸的壓力迴路，三個油(氣)缸的缸杆同時升起，平臺1水平升起；如圖2所示，當後端油(氣)缸壓力迴路接通，前端油(氣)缸迴路關 閉，平臺1後端12升起；如圖3所示，當前端11左右兩個油(氣)缸壓力迴路同時接通，後 端油(氣)缸迴路關閉，平臺1前端11升起；如圖4所示，當前端11左右任何一個油(氣) 缸壓力迴路接通，後端油(氣)缸迴路接通油(氣)缸伸出一定長度後關閉迴路，平臺1相 應地左右傾斜。以上各實施例中，第一驅動杆311、第二驅動杆321和第三驅動杆331均優選通過 萬向十字節5與平臺1的底部連接。這樣可以通過第一驅動杆311、第二驅動杆321和第三 驅動杆331靈活控制平臺1運動。以上各實施例中，優選地，平臺1前後轉動角度為士8°、左右轉動角度為士 13°、 上下升降高度為0 252mm，具體運動幅度可由連接各驅動裝置的閥門來控制。其中，第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第三驅動裝置33的第一驅動杆311、 第二驅動杆321和第三驅動杆331的運動行程採用電子直線位移傳感器測得，並由控制回 路進行控制，以實現不同角度或速度的運動。優選地，油缸行程閉環可控。本實用新型的三自由度運動平臺機構通過在平臺1底部的前端11左右側和後端 1中部連接第一驅動裝置31、第二驅動裝置32和第三驅動裝置33，並採用控制迴路的閥門 來控制該第一驅動裝置31的第一驅動杆311、第二驅動裝置32的第二驅動杆321和第三 驅動裝置33的第三驅動杆331運動，以實現平臺1在前後和左右方向上以不同角度傾斜運 動、或上下垂直運動。並可通過程序調節控制迴路上的閥門，從而調節各驅動杆運動的運動 速度，以產生更逼真的運動效果。本實用新型的三自由度運動平臺機構結構簡單、性能穩定、響應快速、壽命長久、 製造、維護容易，可以整體安裝於某固定機架或基礎上，因此可廣泛應用於各種遊樂設備上 和各種特技特效運動模擬設備上。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種三自由度運動平臺機構，包括平臺(1)和底架(7)，其特徵在於，所述底架(7)上 設置有第一支座(61)，所述第一支座(61)處萬向鉸接有第一驅動裝置(31)，所述第一驅動 裝置(31)的第一驅動杆(311)連接所述平臺(1)底部的前端(11)左側(111)；所述底架(7 )上還設置有第二支座(32 )，所述第二支座(32 )處萬向鉸接有第二驅動裝 置(32)，所述第二驅動裝置(32)的第二驅動杆(321)連接所述平臺(1)底部的前端(11)右 側(112);所述底架(7 )上還設置有第三支座(63 )，所述第三支座(63 )處萬向鉸接有第三驅動裝 置(33)，所述第三驅動裝置(33)的第三驅動杆(331)連接所述平臺(1)底部的後端(12)中 部；還包括控制迴路，所述控制迴路上設置有多個用於控制所述第一驅動裝置(31)、第二 驅動裝置(32)和第三驅動裝置(33)的閥門，以分別帶動所述第一驅動杆(311)、第二驅動 杆(321)和第三驅動杆(331)運動，從而控制所述平臺(1)在前後和左右方向上以不同角度 傾斜運動、或上下垂直運動。
2.根據權利要求1所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述平臺(1)與所述底 架(7)之間還連接有用於限制所述平臺(1)左右平動的鉸鏈機構(2)；所述鉸鏈機構(2)的上端與設置在所述平臺(1)底部的鉸鏈萬向十字組件螺栓連接， 下端為獨立分開的兩鉸接杆，兩個所述鉸鏈杆分別與所述底架(7)上的第四支座(64)和第 五支座(65 )鉸接，且鉸接處安裝有轉動軸套。
3.根據權利要求2所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述平臺(1)與所述底 架(7)之間還連接有用於限制所述平臺(1)前後平動的連杆機構(4)；所述連杆機構(4) 一端與設置在所述平臺(1)底部的連杆萬向十字組件螺栓連接，另 一端與所述底架(7 )上的第六支座(66 )鉸接，且鉸接處安裝有轉動軸套。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述第 一驅動裝置(31)、第二驅動裝置(32)和第三驅動裝置(33)均採用油缸，所述第一驅動杆 (311)、第二驅動杆(321)和第三驅動杆(331)均為油缸的缸杆；其中，所述控制迴路中的閥門為用於控制油缸的比例伺服閥，且每個所述油缸所在的迴路中 均設置有平衡閥。
5.根據權利要求4所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述第一驅動裝置 (31)、第二驅動裝置(32)和第三驅動裝置(33)均採用氣缸，所述第一驅動杆(311)、第二驅 動杆(321)和第三驅動杆(331)均為氣缸的缸杆；其中，所述控制迴路中的閥門為用於控制氣缸的氣體流量比例閥，且每個所述氣缸所在的回 路中均設置有平衡閥。
6.根據權利要求1所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述第一驅動杆 (311)、第二驅動杆(321)和第三驅動杆(331)均通過萬向十字節與所述平臺(1)連接。
7.根據權利要求1所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述平臺(1)前後轉動 角度為士8°、左右轉動角度為士 13°、上下升降高度為0 252mm。
8.根據權利要求5所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述第一驅動裝置 (31)、第二驅動裝置(32)和第三驅動裝置(33)的第一驅動杆(311)、第二驅動杆(321)和第 三驅動杆(331)的行程採用電子直線位移傳感器測得。
9.根據權利要求8所述的三自由度運動平臺機構，其特徵在於，所述油缸行程閉環可控。
專利摘要本實用新型涉及一種三自由度運動平臺機構，包括平臺和底架，底架上設置有第一驅動裝置，第一驅動裝置的第一驅動杆連接平臺底部的前端左側；底架上還設置有第二驅動裝置，第二驅動裝置的第二驅動杆連接平臺底部的前端右側；底架上還設置有第三驅動裝置，第三驅動裝置的第三驅動杆連接平臺底部的後端中部；還包括控制迴路，控制迴路上設置有多個閥門，以分別帶動第一驅動杆、第二驅動杆和第三驅動杆運動，從而控制平臺在前後和左右方向上以不同角度傾斜運動、或上下垂直運動。本實用新型的三自由度運動平臺機構可產生更逼真的運動效果，可廣泛應用於各種遊樂設備上和各種運動模擬設備上。
文檔編號A63G31/00GK201921480SQ20102064790
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者丁亮, 劉道強, 戎志剛, 李明, 肖楊 申請人:深圳華強數碼電影有限公司