CN103394202B - 多功能3自由度升降平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能3自由度升降平台，该升降平台包括动平台，该动平台下表面具有呈三角状分布的第一连接点、第二连接点及第三连接点；支撑架，位于所述动平台的下方；第一驱动缸，其下部可转动地连接于所述支撑架上的第一位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台的第一连接点；第二驱动缸，其下部可转动地连接于所述支撑架上的第二位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台的第二连接点；第三驱动缸，其下部可转动地连接于所述支撑架上的第三位置，上部的输出杆可沿至少两条相互垂直轴线转动地连接于所述动平台的第三连接点。可实现动平台的自由摆动、倾斜、上升及下降等多种状态，其结构简单，成本低。

Description

多功能3自由度升降平台

技术领域

本发明涉及升降装置，特别涉及一种多功能3自由度升降平台。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的提高，旅游事业发展迅速。同时，现代科技的不断更新及产业化，进一步推动了旅游娱乐业的发展。人们已不再满足传统的将游客置之度外的走马观花式游览方式，而热衷于主动参与、亲身体验的现代旅游娱乐方式。

而动感座椅即是动感影院中通过升降平台升降转动变化，以模拟人穿梭在真实装修场景和荧幕画面构成的立体虚景之间，在起伏旋转的轨道中真实的感受过山车的超重与失重等。然而，现有技术的动感座椅的升降平台要实现多自由度升降翻转，其结构相对较为复杂，控制难度大，成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单，能够灵活实现多角度摆动的多功能3自由度升降平台及其控制方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种多功能3自由度升降平台，它包括：

动平台，该动平台下表面具有呈三角状分布的第一连接点、第二连接点及第三连接点；

支撑架，该支撑架位于所述动平台的下方，且该支撑架包括底架及摆动架，所述摆动架下端包括左侧部分及右侧部分，所述右侧部分通过一转轴与所述底架转动连接；

第一驱动缸，该第一驱动缸下部可转动地连接于所述支撑架上的第一位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台的第一连接点；

第二驱动缸，该第二驱动缸下部可转动地连接于所述支撑架上的第二位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台的第二连接点；

第三驱动缸，该第三驱动缸的下部可转动地连接于所述支撑架上的第三位置，上部的输出杆可沿至少两条相互垂直轴线转动地连接于所述动平台的第三连接点；所述第一位置、第二位置及第三位置呈三角状分布，且所述第一位置及第二位置分别位于所述右侧部分的上表面，所述第三位置位于所述底架上靠近所述左侧部分的位置。

下面对上述技术方案作进一步阐述：

所述第三驱动缸上部的输出杆与所述摆动架转动连接，所述摆动架上端通过一万向联轴器与所述第三连接点连接。

所述第一驱动缸、第二驱动缸及第三驱动缸为气缸、油缸及电动缸中的任意一种。

所述万向联轴器为十字轴式万向联轴器。

本发明的有益效果是：其一、本发明采用三个驱动缸(即所述的第一驱动缸、第二驱动缸及第三驱动缸)驱动动平台，即具有三个自由度，同时，每个驱动缸可根据需要达到不同的行程点，通过多个行程点可随意配合，实现动平台的多种可控状态，例如，每个驱动缸可达到三个行程点(上限位、下限位及中间位)，则动平台可达到的可控状态为3*3*3＝27，即具有27个可控状态；其二、采用底架与摆动架作为支撑，保证整体结构的刚性要求，使得该升降平台更加稳固，使用更加安全可靠；其三、动平台从一个状态转换至另一状态时更加平稳，给用户更好的体验。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图1；

图2是本发明实施例的结构示意图2；

图3是本发明实施例的原理图；

图4是本发明实施例中方法的流程图；

图中：底架10；摆动架11；左侧部分110；右侧部分111；第一驱动缸20；第二驱动缸21；第三驱动缸22；十字轴式万向联轴器221；动平台30。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。

参照图1至图2所示，本发明提供了一种多功能3自由度升降平台，它包括动平台30、支撑架、第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22，其中，动平台30在第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22的配合驱动下，可实现多角度摆动或升降，以形成不同的状态，具体的，该动平台30下表面具有呈三角状分布的第一连接点、第二连接点及第三连接点；该支撑架位于所述动平台30的下方，主要用于固定第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22。

第一驱动缸20下部可转动地连接于所述支撑架上的第一位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台30的第一连接点；第二驱动缸21下部可转动地连接于所述支撑架上的第二位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台30的第二连接点；第三驱动缸22的下部可转动地连接于所述支撑架上的第三位置，上部的输出杆可沿至少两条相互垂直轴线转动地连接于所述动平台30的第三连接点；所述第一位置、第二位置及第三位置呈三角状分布。

可以理解的是，第一驱动缸20、第二驱动缸21下部与支撑架之间，以及第一驱动缸20、第二驱动缸21上部输出杆与动平台30之间的可转动地连接，具体可采用球轴承、万向联轴器等连接。

本实施例中，作为较佳实施方式，所述支撑架包括底架10及摆动架11，所述底架10可以一块底板，也可以是骨架结构，具体根据需要设置，摆动架11下端包括左侧部分110及右侧部分111，所述右侧部分111通过一转轴等连接件与所述底架10转动连接；所述第一位置及第二位置分别位于所述右侧部分111的上表面，即第一驱动缸20及第二驱动缸21均连接于所述摆动架11下部的右侧部分111；所述第三位置位于所述底架10上靠近所述左侧部分110的位置，即第三驱动缸22连接底架10上靠近摆动架11下部左侧部分110的位置。所述第三驱动缸22上部的输出杆与所述摆动架11转动连接，所述摆动架11上端通过一万向联轴器与所述第三连接点连接。

参照图3所示，图3是本发明工作原理的示意图，图中，A为所述的第一连接点，B为所述的第二连接点，C为所述的第三连接点，ABC围成区域为所述的动平台30，BDEFG形成的区域即为所述的摆动架11；当第一驱动缸20的输出杆伸出，第二驱动缸21及第三驱动缸22不动作时，A点受到向上的作用力，则动平台30绕BC轴线转动；当第二驱动缸21的输出杆伸出，第一驱动缸20及第三驱动缸22不动作时，B点受到向上的作用力，则动平台30绕AC轴线转动；当第三驱动缸22的输出杆伸出，第一驱动缸20及第二驱动缸21不动作时，C点受到向上的作用力，则推动摆动架11与动平台30整体绕EF轴线转动；当第一驱动缸20、第一驱动缸20、第三驱动缸22种中任意两个或三个同时配合动作时，则可绕A、B或C点转动，或升降等，因此，在通过控制第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22的动作，可使动平台30处于各个倾斜、水平等状态，而在第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22连续动作，则可实现各个各个不同状态的转换，最终实现翻转、摆动、上升、下降等动作。

可以理解的是，所述第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22为气缸、油缸及电动缸中的任意一种，可根据需要要求，而所述万向联轴器可以采用十字轴式万向联轴器221，当然也可以采用其他万向联轴器。

参照图4所示，本发明还提供了一种多功能3自由度升降平台的控制方法，它包括以下步骤：

步骤一、上位机发送控制指令至PLC控制器，PLC控制器响应所述控制指令，控制所述第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22动作，以使动平台30达到某一状态；

步骤二、***将检测所述某一状态下，第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22各自到达的行程点位置，并将检测的数据反馈至所述上位机；行程点的数量越多，动平台30达到的可控状态越多，例如每个驱动缸可达到三个行程点(上限位、下限位及中间位)，则动平台30可达到的可控状态为3*3*3＝27，即具有27个可控状态，具体可根据需要设置行程点的个数。

步骤三、上位机对所述数据进行分析，获取当前第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22的状态。

其中，为了保证从某一状态转换至另一状态时，能够保证平稳，采用多点同时控制，即当所述PLC控制器响应所述控制指令控制所述第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22动作时，上位机同时发出下一控制指令，以使动平台30平稳地由所述某一状态切换至另一状态。

上述控制方法，是由一种较为基础的程序控制完成，所述支撑架可自我检测各驱动缸的位置状态，反馈正常数据与异常数据。具体的，程序通过读取可编辑的状态文件，发送运行指令给PLC，再由PLC直接控制驱动缸。上述可编辑的状态文件可由进过培训的人员进行编写，这样可根据不同的现场配合相符合的状态。既是程序作为基础平台，上位机发送状态文件实现各种位置的可控化。

综上所述，本发明的升降平台采用三个驱动缸(即所述的第一驱动缸20、第二驱动缸21及第三驱动缸22)驱动动平台30，即具有三个自由度，同时，每个驱动缸可根据需要达到不同的行程点，通过多个行程点可随意配合，实现动平台30的多种可控状态；其次、采用底架10与摆动架11作为支撑，保证整体结构的刚性要求，使得该升降平台更加稳固，使用更加安全可靠；再次、动平台30从一个状态转换至另一状态时更加平稳，给用户更好的体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种多功能3自由度升降平台，其特征在于：它包括：

动平台，该动平台下表面具有呈三角状分布的第一连接点、第二连接点及第三连接点；

支撑架，该支撑架位于所述动平台的下方，且该支撑架包括底架及摆动架，所述摆动架下端包括左侧部分及右侧部分，所述右侧部分通过一转轴与所述底架转动连接；

第一驱动缸，该第一驱动缸下部可转动地连接于所述支撑架上的第一位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台的第一连接点；

第二驱动缸，该第二驱动缸下部可转动地连接于所述支撑架上的第二位置，上部的输出杆可转动地连接于所述动平台的第二连接点；

第三驱动缸，该第三驱动缸的下部可转动地连接于所述支撑架上的第三位置，上部的输出杆可沿至少两条相互垂直轴线转动地连接于所述动平台的第三连接点；所述第一位置、第二位置及第三位置呈三角状分布，且所述第一位置及第二位置分别位于所述右侧部分的上表面，所述第三位置位于所述底架上靠近所述左侧部分的位置。

2.根据权利要求1所述的多功能3自由度升降平台，其特征在于：所述第三驱动缸上部的输出杆与所述摆动架转动连接，所述摆动架上端通过一万向联轴器与所述第三连接点连接。

3.根据权利要求1或2所述的多功能3自由度升降平台，其特征在于：所述第一驱动缸、第二驱动缸及第三驱动缸为气缸、油缸及电动缸中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的多功能3自由度升降平台，其特征在于：所述万向联轴器为十字轴式万向联轴器。