CN2626554Y - 虚拟实境装置的动感平台机械 - Google Patents

Abstract

一种虚拟实境装置的动感平台机械。为提供一种结构简单、使用方便、具有身处实境使用功效的训练用器械部件，提出本实用新型，它包括基架、驱动机构及第一、二摇摆机构；基架固设左、右承接座；第一摇摆机构系由两第一摇摆构架及两框架基座构成；两第一摇摆构架藉左、右第一倾斜轴枢设于基架左、右承接座上，两第一摇摆构架与左、右第一倾斜轴固定及枢接；第二摇摆机构系由第二摆动构架及两枢接板构成；第二摇摆机构藉前、后第二倾斜轴分别枢设于两框架基座上；两枢接板与前、后第二倾斜轴固定及枢接；驱动机构包括固设于基架左、右承接座外侧的伺服式第一、二电动机、固设于右第一倾斜轴上的主动锥齿轮及固设于前第二倾斜轴上的被动锥齿轮。

Description

虚拟实境装置的动感平台机械

技术领域

本实用新型属于训练用器械部件，特别是一种虚拟实境装置的动感平台机械。

背景技术

目前虚拟实境平台大多采用史都华(Stewart)平台机械，利用油压缸线移动进行平台旋转与平移，具有重负载与多自由度等特性，但其位置控制分析计算较不易、复杂，且存在油路系统的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、使用方便、具有身处实境使用功效的虚拟实境装置的动感平台机械。

本实用新型包括基架、第一摇摆机构、第二摇摆机构及驱动机构；基架左、右两侧分别相距隔开固设左、右承接座；第一摇摆机构系由两第一摇摆构架及固设于两第一摇摆构架两端的两框架基座构成；两第一摇摆构架中部分别跨接于基架左、右承接座上，并藉左、右第一倾斜轴分别枢设于基架左、右承接座，两第一摇摆构架分别与左、右第一倾斜轴固定连接及枢接；第二摇摆机构系由第二摆动构架及自摆动构架往下延伸设置与第一摇摆机构两框架基座相对应并枢接两枢接板构成；第二摇摆机构以两枢接板跨接于第一摇摆机构上方，并藉前、后第二倾斜轴分别枢设于两框架基座上，以使第一、二摇摆机构呈相互垂直交叉跨置枢接定位于基架上；两枢接板分别与前、后第二倾斜轴固定连接及枢接；驱动机构包括固设于基架左承接座外侧的伺服式第一电动机、固设于基架右承接座外侧的伺服式第二电动机、固设于与第二电动机转轴连接的右第一倾斜轴上的主动锥齿轮及固设于前第二倾斜轴上并与主动锥齿轮啮合的被动锥齿轮。

其中：

基架的左、右承接座呈ㄩ形截面，其两对应侧壁两侧分别枢设有滚轮；第一摇摆机构的框架基座呈ㄩ形截面，其两对应侧壁两侧分别枢设有滚轮。

基架底部设有控制基架旋转的伺服式第三电动机。

第一、二、三电动机搭配组设藉以具有减速功能的减速机构。

由于本实用新型包括基架、驱动机构及第一、二摇摆机构；基架固设左、右承接座；第一摇摆机构系由两第一摇摆构架及两框架基座构成；两第一摇摆构架藉左、右第一倾斜轴枢设于基架左、右承接座上，两第一摇摆构架分别与左、右第一倾斜轴固定连接及枢接；第二摇摆机构系由第二摆动构架及两枢接板构成；第二摇摆机构藉前、后第二倾斜轴分别枢设于两框架基座上；两枢接板分别与前、后第二倾斜轴固定连接及枢接；驱动机构包括固设于基架左、右承接座外侧的伺服式第一、二电动机、固设于右第一倾斜轴上的主动锥齿轮及固设于前第二倾斜轴上的被动锥齿轮。使用时，于本实用新型第二摇摆机构上方铺设运动平台，并于运动平台上设置健身车；启动固设于基架的左承接座外侧的伺服式第一电动机，伺服式第一电动机的转轴驱动左第一倾斜轴转动，并经左第一倾斜轴控制第一摇摆机构的第一摇摆构架作翘翘板式前、后摆动；启动固设于基架右承接座上的伺服式第二电动机，第二伺服电动的转轴驱动右第一倾斜轴转动，并带动固设于右第一倾斜轴上的主动锥齿轮及与主动锥齿轮啮合的被动锥齿轮转动，进而，控制第二摇摆机构的第二摆动构架同步作翘翘板式左、右摆动。所以，通过第一、二伺服电动机与虚拟实境荧幕的路况作同步控制，即可达到虚拟实境控制功能；不仅结构简单、使用方便，而且具有身处实境使用功效，从而达到本实用新型的目的。

附图说明

图1、为本实用新型结构示意立体图。

图2、为本实用新型结构示意前视图。

图3、为本实用新型结构示意左侧视图。

图4、为本实用新型使用状态示意图。

图5、为本实用新型前后倾斜动作示意图。

图6、为本实用新型前后倾斜搭配运动器材动作示意图。

图7、为本实用新型左右摇摆动作示意图。

图8、为本实用新型左右摇摆与前后倾斜及作转弯动作示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实用新型包括基架1、第一摇摆机构2、第二摇摆机构3及驱动机构5。

如图1、图2所示，基架1左、右两侧分别相距隔开适当距离设置以于顶端及两侧形成缺口的左、右承接座11、12。左、右承接座11、12呈ㄩ形截面，其两对应侧壁两侧分别枢设有滚轮13。

如图1、图3所示，第一摇摆机构2系由两第一摇摆构架20及固设于两第一摇摆构架20两端的两框架基座22构成。

两第一摇摆构架20以其中间段部位分别跨接于基架1两侧左、右承接座11、12上，并藉左、右第一倾斜轴23分别枢设于基架1左、右承接座11、12侧壁顶端，两第一摇摆构架20分别与左、右第一倾斜轴23固定连接及枢接，以使第一摇摆机构2能以左、右第一倾斜轴23为轴心相对基架1作前、后倾斜摇摆，并使两第一摇摆构架20内侧边与左、右承接座11、12上滚轮13相抵。

框架基座22呈ㄩ形截面，其两对应侧壁两侧分别枢设有滚轮24。

第一摇摆机构2以其两摇摆构架20跨设于基架1上方，并藉左、右第一倾斜轴23分别枢设于基架1左、右承接座11、13上。

如图1、图2所示，第二摇摆机构3系由内呈中空的平面式第二摆动构架30及自摆动构架30往下延伸设置与第一摇摆机构2两框架基座22相对应并呈倒三角形的两枢接板31构成。

第二摇摆机构3以系其两枢接板31跨接于第一摇摆机构2上方，并藉前、后第二倾斜轴32分别枢设于第一摇摆机构2两框架基座22上，以使第一、二摇摆机构2、3呈相互垂直交叉跨置枢接定位于基架1上；两枢接板31分别与前、后第二倾斜轴32固定连接及枢接，以使第二摇摆机构3能以前、后第二倾斜轴32为轴心相对第二摇摆机构3作左、右倾斜摇摆，并令枢接板31侧边与框架基座22上滚轮24相抵。

如图1、图8所示，驱动机构5包括固设于基架1左承接座11外侧的伺服式第一电动机51、固设于基架1右承接座12外侧的伺服式第二电动机52、固设于基架1底部的伺服式第三电动机53、固设于与第二电动机52转轴连接的右第一倾斜轴23上的主动锥齿轮54及固设于前第二倾斜轴32上并与主动锥齿轮54啮合的被动锥齿轮55。

伺服式第一、二电动机可搭配组设藉以具有减速功能的减速机构，其转轴分别与左、右第一倾斜轴连接。

伺服式第三电动机可搭配组设藉以具有减速功能的减速机构。

使用时，可将本实用新型安装于运动器材上作为移动平台使用，其具体实施方式可通过搭配虚拟实境健身车与虚拟实境荧幕作控制。

即如图4所示，于本实用新型第二摇摆机构3上方铺设运动平台4，并于运动平台4上设置健身车40。

启动固设于基架1的左承接座11外侧的伺服式第一电动机51，伺服式第一电动机51的转轴驱动左第一倾斜轴23转动，并经左第一倾斜轴23控制第一摇摆机构2的第一摇摆构架20作翘翘板式前、后摆动；启动固设于基架1右承接座12上的伺服式第二电动机52，第二伺服电动52的转轴驱动右第一倾斜轴23转动，并带动固设于右第一倾斜轴23上的主动锥齿轮54及与主动锥齿轮54啮合的被动锥齿轮55转动，进而，控制第二摇摆机构3的第二摆动构架30同步作翘翘板式左、右摆动。

所以，通过第一、二伺服电动机51、52与虚拟实境荧幕的路况作同步控制，即可达到虚拟实境控制功能，例如：

1、如图5、图6所示，当荧幕上所显示的路况为爬坡状态时，此时，可藉由控制伺服式第一电动机51，以驱动第一倾斜机构2向后倾斜，使整个健身车上的运动平台向后倾斜，宛若有如爬坡段的真实路况。

2、当荧幕上所显示的路况为下坡状态时，此时亦可藉由控制伺服式第一电动机51，以驱动第一倾斜机构2向前倾斜，使整个健身车上的运动平台向前倾斜，宛若有如下坡段的真实路况。

3、如图7所示，当荧幕上所显示的路况为向左或右侧倾斜的路面时，此时，可藉由控制伺服式第二电动机52，以驱动第二倾斜机构3向左或右倾斜，使整个健身车上的运动平台向左或向右倾斜，宛若有如遇到倾斜路段的真实路况。

4、如图8所示，当荧幕上所显示的路况为转弯路面时，此时，可藉由同时控制第一、二伺服电动机51、52，以驱动第一、二倾斜机构2、3同时动作，使整个健身车上的运动平台具有转弯的变化性，宛若有如遇到转弯斜坡段的真实路况。

此外，亦可如图8所示，亦可设置旋转控制基架1且搭配藉以具有减速功能的减速机构的伺服式第三电动机53，使整个本实用新型具有转弯的真实感，其控制方式可藉对基架1进行控制的伺服式第三电动机53以配合对第一摇摆机构进行控制的伺服式第一电动机51及对第二摇摆机构进行控制的第二电动机52。

如上所述，因目前习知的虚拟实境平台大多采用史都华(Stewart)平台机构，利用油压缸线性移动进行平台旋转及平移，具有重负载及多自由度的特性，但其位置控制分析计算不易、复杂，且存油路系统的问题。故本实用新型采用齿轮旋转传动驱动平台的倾斜摆动及旋转的三轴运动，具有优于习知技术的特点：

1、本实用新型为重负载机构，将电动机置基座上，可避免增加第一电动机的负载，且避免传动时电动机振动传递至平台上。

2、可避免并联式史都华平台机构位置控制分析计算不易、复杂的问题。本实用新型直接由电动机驱动各倾斜轴进行旋转运动，电控平台位置，平稳且反应速度快，驱动容易。

3、可避免串接式三轴平台结构传动误差干涉与余隙问题，本实用新型利用锥齿轮作滚动来达到两轴同时转动，具有无间隙干涉问题。

4、适于不同虚拟机具，直接将机具架在平台上，即可进行三轴同动的运动，且于作第二摆动机构左右摆动时。

因扭矩惯性较大，本实用新型可藉由分别枢设于左、右承接座11、12及两框架基座22两对应侧壁两侧的滚轮13、24，以承受前、后摆动及左、右摆动时产生的较大惯性扭矩。

本实用新型可适用于健身器材，亦可作为其他各种应用虚拟实境装置的动感平台。

Claims (4)

1、一种虚拟实境装置的动感平台机械，其特征在于它包括基架、第一摇摆机构、第二摇摆机构及驱动机构；基架左、右两侧分别相距隔开固设左、右承接座；第一摇摆机构系由两第一摇摆构架及固设于两第一摇摆构架两端的两框架基座构成；两第一摇摆构架中部分别跨接于基架左、右承接座上，并藉左、右第一倾斜轴分别枢设于基架左、右承接座，两第一摇摆构架分别与左、右第一倾斜轴固定连接及枢接；第二摇摆机构系由第二摆动构架及自摆动构架往下延伸设置与第一摇摆机构两框架基座相对应并枢接两枢接板构成；第二摇摆机构以两枢接板跨接于第一摇摆机构上方，并藉前、后第二倾斜轴分别枢设于两框架基座上，以使第一、二摇摆机构呈相互垂直交叉跨置枢接定位于基架上；两枢接板分别与前、后第二倾斜轴固定连接及枢接；驱动机构包括固设于基架左承接座外侧的伺服式第一电动机、固设于基架右承接座外侧的伺服式第二电动机、固设于与第二电动机转轴连接的右第一倾斜轴上的主动锥齿轮及固设于前第二倾斜轴上并与主动锥齿轮啮合的被动锥齿轮。

2、根据权利要求1所述的虚拟实境装置的动感平台机械，其特征在于所述的基架的左、右承接座呈ㄩ形截面，其两对应侧壁两侧分别枢设有滚轮；第一摇摆机构的框架基座呈ㄩ形截面，其两对应侧壁两侧分别枢设有滚轮。

3、根据权利要求1或2所述的虚拟实境装置的动感平台机械，其特征在于所述的基架底部设有控制基架旋转的伺服式第三电动机。

4、根据权利要求1或3所述的虚拟实境装置的动感平台机械，其特征在于所述的第一、二、三电动机搭配组设藉以具有减速功能的减速机构。

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