[其他]一種單層臺面三維復合搖擺裝置

在審

• 申請號: 101985000002109
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102109B
• 公開（公告）日: 1986-12-10
• 發明（設計）人: 汪洪;王湘暉
• 申請（專利權）人: 大連冷凍機廠
• 代理公司: 大連市專利服務中心
• 代理人: 任力

一種單層臺面三維復合搖擺裝置，屬于模擬裝置，用立柱式大球軸承機構支撐臺面。由于采用具有三個自由度的四個小球軸承及旋套等機構來推動臺面，消除了各運動機構之間的相互干涉，實現了單層臺面橫搖、縱搖、首搖（偏航）三維復合搖擺，較真實模擬出船舶、車輛的搖擺狀況，可按人的意志制造出所需要的環境。在工業、交通運輸、醫學、軍事等方面有廣泛的用途，結構簡單、體積小、造價低。

本發明屬于模擬裝置。特別適用于模擬船舶和車輛的搖擺狀況。

一般的搖擺裝置多數按照陀螺儀原理，用多層框架結構實現橫搖、縱搖、首搖（偏航）三維復合搖擺。層次多、結構復雜。少數用單層臺面結構只能實現橫搖、縱搖兩維搖擺。如檢索到的蘇聯專利644633號。其搖擺部分是用萬向節支撐臺面。有兩個垂直于臺面的液壓缸成90度角相鄰安置。通過兩個平面鉸，推動臺面橫搖或縱搖。該裝置由于缺少首搖動作，橫搖和縱搖又不能復合在一起同時進行，模擬的逼真性較差，不能進行復合搖擺的關鍵在于若橫搖、縱搖同時進行，液壓缸相互之間會發生干涉。

本發明針對上述缺點進行改進。研制出用單層臺面進行橫搖、縱搖首搖三維復合搖擺的裝置。從而解決了這一問題。

本發明的要點是底板〔1〕上豎直地安裝有立柱〔2〕。它頂端的大球軸承〔3〕支撐臺面〔4〕。立柱〔2〕外面套有圓筒形旋套〔10〕。旋套〔10〕上端與十字形支座〔13〕聯接。該支座有互成90度均勻、等距分布的四個平面鉸。它們與液壓缸〔5〕的尾端鉸接。四個液壓缸〔5〕可在互成90度的平面內繞鉸接點擺動。這樣安裝在液壓缸〔5〕活塞桿前端的小球軸承〔6〕具有了一個自由度。臺面下表面的四個滑道〔8〕均勻等距分布在大球軸承〔3〕周圍，也互成90度角。滑塊〔7〕在滑道〔8〕中滑動，小球軸承〔6〕裝在滑塊〔7〕中，在滑塊〔7〕兩端有復位彈簧〔9〕，這樣小球軸承〔6〕可相對臺面滑移，具有了兩個自由度。四個小球軸承〔6〕還能隨液壓缸〔5〕的活塞桿作伸縮運動，這樣具有了三個自由度。

單維搖擺動作是這樣實現的，四個液壓缸〔5〕，每兩個相對的為一組，單獨橫搖時，一個供油另一個排油，反復循環，通過小球軸承〔6〕、滑塊〔7〕、滑道〔8〕推動臺面〔4〕繞大球軸承〔3〕進行搖擺、單獨縱搖同理。

進行橫搖、縱搖兩維復合搖擺時，四個小球軸承〔6〕的運動軌跡是一種近似的球面軌跡，球面軌跡的圓心就是大球軸承〔3〕的球心。由于每個小球軸承〔6〕都具有三個自由度，能實現這一軌跡，它們之間不會發生干涉，與它們聯接的四個液壓缸〔5〕之間也不會發生干涉，因而兩維復合搖擺能夠實現。

第三維搖擺是這樣實現的，旋套〔10〕的下端與旋轉機構〔12〕聯在一起，旋轉機構相對底板1的轉動可用推力滑動軸承，推力滾動軸承或其它類軸承來實現。兩個液壓缸〔11〕垂直于立柱，前端與旋轉機構〔12〕鉸接，尾端與底板〔1〕鉸接，兩個液壓缸〔11〕往復伸縮就會推動連成一體的旋轉機構〔12〕、旋套〔10〕、十字形支座〔13〕繞立柱〔2〕擺動，并帶動四個液壓缸〔5〕、通過小球軸承〔6〕、滑塊〔7〕、滑道〔8〕使臺面〔4〕繞大球軸承〔3〕首搖。

首搖運動可看成外力推動一個坐標系，坐標系外的運動與坐標系內的運動無關，所以三維搖擺運動同時進行時，液壓缸〔11〕與液壓缸〔5〕之間也不會發生干涉，從而解決了用單層臺面〔4〕進行橫搖、縱搖、首搖三維復合搖擺這一問題。

本發明配上微型計算機閉環控制電液伺服系統。可實現角度、周期、波形任意變化，無規律可循的復雜的三維空間搖擺運動，精確地模擬出船舶、車輛的搖擺狀態。按人的意志制造出所需的環境，可對艦船上、海洋鈷井平臺上、車輛上使用的各類機電產品進行搖擺或傾斜試驗，考核它們在這種環境下的工作適應性和結構完好性;可用于大型游藝機;可用于檢測坦克、自行火炮炮身的穩定精度;可用于各種水面艦艇、潛艇操縱訓練儀;可用于訓練水兵、軍醫在搖擺狀態下操縱火炮、為病人動手術;還可用于艦載直升飛機起落訓練。

本發明采用一組兩個液壓缸推動臺面搖擺與單獨用一個液壓缸相比，具有雙向供油腔容積相等可使控制系統簡單，模擬動作精度高，受力狀況好，承載能力大等一系列優點，整個裝置則具有結構簡單，體積小、造價低的優點，與一般搖擺設備相比，相同規模時，造價可低一半。