JP2001215867A - Oscillation simulator - Google Patents
Oscillation simulatorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動揺シミュレータ
に関し、特に、搭乗者に実際と同等の動揺感覚を与えて
疑似体験させるような動揺体験のために用いられる動揺
シミュレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sway simulator, and more particularly to a sway simulator used for a sway experience in which an occupant is given a feeling of sway equivalent to the actual situation and a simulated experience is provided.
【０００２】[0002]
【従来の技術】日常には起こり得ない動揺の体験を一般
者に疑似体験させ、特殊環境で現実に起こる動揺の体験
を訓練者に実体験させるために、動揺シミュレータが用
いられる。特殊環境で現実に起こる動揺として、航空
機、自動車、船舶に搭乗してそれらを操縦する搭乗者が
受ける動揺が知られている。このような動揺は、３次元
直線運動、３次元回転運動を含んでいる。2. Description of the Related Art A sway simulator is used to simulate the experience of a sway that cannot occur in daily life to a general person and to give a trainee a real experience of a sway that actually occurs in a special environment. As a sway that actually occurs in a special environment, a sway experienced by a passenger who controls an airplane, a car, or a ship while operating them is known. Such sway includes three-dimensional linear motion and three-dimensional rotational motion.
【０００３】直線３次元と回転３次元の合計６次元の自
由度を持ち広範囲な分野で応用されている動揺シミュレ
ータとして、図５に示されるような６軸モーションベー
スが知られている。その６軸モーションベースは、動揺
架台５１がベース５２に６つの１軸伸縮装置５３により
動揺自在に支持されている。１軸伸縮装置５３は、油圧
型振動発生装置である。６つの１軸伸縮装置のそれぞれ
の両端部は、それぞれにユニバーサルジョイント（３軸
回転可能連結用軸受）により動揺架台及びベース５２に
３軸回転可能に結合している。１軸伸縮装置の自由端部
（動揺架台側端部）は、６次元自由度を有している。こ
のような６軸モーションベースには、高周波運動とと低
周波運動が組み合わされて与えられる。A six-axis motion base as shown in FIG. 5 is known as a sway simulator which has a total of six degrees of freedom of a three-dimensional line and a three-dimensional rotation and is applied in a wide range of fields. In the six-axis motion base, a swing base 51 is supported by a base 52 so as to be swingable by six one-axis telescopic devices 53. The one-axis telescopic device 53 is a hydraulic vibration generator. Both ends of each of the six single-axis telescopic devices are connected to the rocking base and the base 52 so as to be rotatable three-axis by universal joints (three-axis rotatable connection bearings). The free end (the end on the rocking gantry side) of the uniaxial telescopic device has six-dimensional degrees of freedom. Such a six-axis motion base is provided with a combination of high-frequency motion and low-frequency motion.
【０００４】高周波を動揺架台に与えるためには、６つ
の１軸伸縮装置５３のそれぞれを駆動する流体圧式（油
圧式）駆動装置の複数サーボバルブの大容量化と、油圧
シリンダの能力アップとが要請される。このような要請
は、装置系のコストダウンを困難にしている。In order to apply a high frequency to the oscillating gantry, it is necessary to increase the capacity of a plurality of servo valves of a hydraulic (hydraulic) driving device for driving each of the six uniaxial expansion / contraction devices 53 and to increase the capacity of the hydraulic cylinder. Requested. Such demands make it difficult to reduce the cost of the device system.
【０００５】容量を大幅に上げることなくより現実的な
低周波と高周波を与えてより現実的な動揺感覚で搭乗者
に体験させることができる動揺シミュレータの提供が求
められている。[0005] There is a need for a vibration simulator that can provide a more realistic low frequency and high frequency without significantly increasing the capacity, so that passengers can experience the vehicle with a more realistic vibration sensation.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、容量
を大幅に上げることなくより現実的な低周波と高周波を
与えてより現実的な動揺感覚で搭乗者に体験させること
ができる動揺シミュレータを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sway simulator capable of giving a more realistic low frequency and high frequency to a passenger with a more realistic sensation of sway without significantly increasing the capacity. Is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。Means for solving the problem are described as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, and the like in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the examples. Corresponds to the reference numerals, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to the above. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
【０００８】本発明による動揺シミュレータは、第１可
動ベース（３）と、第１可動ベース（３）に支持される
第２可動ベース（８）と、第１可動ベース（３）に低周
波運動を与える第１駆動源（４）と、第１可動ベース
（３）に搭載され第２可動ベースに高周波運動を与える
第２駆動源（１２）とを含む。低周波エネルギーと高周
波エネルギーを第１可動ベース（３）と第２可動ベース
（８）に振り分けて供給するので、高精度の動揺を容易
に制御して実現することができる。The vibration simulator according to the present invention comprises a first movable base (3), a second movable base (8) supported on the first movable base (3), and a low-frequency motion on the first movable base (3). And a second drive source (12) mounted on the first movable base (3) and applying a high-frequency motion to the second movable base. Since the low-frequency energy and the high-frequency energy are separately supplied to the first movable base (3) and the second movable base (8), high-precision oscillation can be easily controlled and realized.
【０００９】第１駆動源（４）は、３次元直線運動と３
軸回転運動を第１可動ベースに与えることができる。第
２駆動源（１２）は、３次元直線運動を第２可動ベース
（８）に与えることができるが、回転運動を第２可動ベ
ース（８）に与えなくてよい。低周波の制御を担当する
流体圧式の第１駆動源（４）と高周波を担当する電気式
の第２駆動源（１２）の組合せは、エネルギー配分を合
理的にする。The first drive source (4) has three-dimensional linear motion and three-dimensional linear motion.
An axial rotation movement can be provided to the first movable base. The second drive source (12) can apply three-dimensional linear motion to the second movable base (8), but does not need to apply rotational motion to the second movable base (8). The combination of the hydraulic first drive source (4) responsible for low frequency control and the electric second drive source (12) for high frequency control makes the energy distribution rational.
【００１０】更に、固定された固定ベース（２）が設け
られ、第１駆動源（４）は、６つの流体圧シリンダ（４
ａ〜４ｆ）を備え、６つの流体圧シリンダ（４ａ〜４
ｆ）は、それらの６つの固定側端部（５）が固定ベース
（２）上で正六角形の６頂点に配置され、それらの６つ
の可動側端部（６）の内の３組の２つは、第１可動ベー
ス（３）に１２０度間隔の３つの放射方向線に対してそ
れぞれに対称に配置されている。このような配置は、大
きい質量を持った物体の物理的６次元運動を制御しやす
くしている。Furthermore, a fixed base (2) is provided, and the first drive source (4) is provided with six hydraulic cylinders (4).
a to 4f) and six hydraulic cylinders (4a to 4f).
f) shows that the six fixed-side ends (5) are arranged at six vertices of a regular hexagon on the fixed base (2), and three sets of two of the six movable-side ends (6) are formed. One is symmetrically arranged on the first movable base (3) with respect to three radial lines spaced at 120 degrees. Such an arrangement makes it easier to control the physical six-dimensional movement of an object with a large mass.
【００１１】更に、第２可動ベース（８）に支持され第
２可動ベース（８）の上面の面積よりも広い面積を持つ
広域動揺ベース（２２）と、広域動揺ベース（２２）の
周囲を囲むプラットホーム（２３）の追加が好ましい。Further, a wide-range oscillating base (22) supported by the second movable base (8) and having an area larger than the area of the upper surface of the second movable base (8), and surrounding the wide-area oscillating base (22). The addition of a platform (23) is preferred.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
動揺シミュレータの実施の形態は、自立型３軸方向モー
ションベースが自立型６軸モーションベースとともに設
けられている。その自立型６軸モーションベース１は、
図１に示されるように、固定側ベース本体２と可動側ベ
ース本体３とを備えている。可動側ベース本体３は、６
つの油圧サーボシリンダ４ａ〜４ｆにより支持されてい
る。６つの油圧サーボシリンダ４ａ〜４ｆ（その代表
は、４で示される）は、それぞれに１軸伸縮機能を有し
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Corresponding to the drawings, in the embodiment of the motion simulator according to the present invention, a self-supporting three-axis motion base is provided together with a self-supporting six-axis motion base. The independent 6-axis motion base 1
As shown in FIG. 1, a fixed-side base body 2 and a movable-side base body 3 are provided. The movable side base body 3 is 6
It is supported by two hydraulic servo cylinders 4a to 4f. Each of the six hydraulic servo cylinders 4a to 4f (representatively indicated by 4) has a uniaxial expansion / contraction function.
【００１３】各サーボシリンダ４の両伸縮端部は、その
一方が固定側端部であり、その他方が可動側端部であ
る。その各固定側端部は、３軸回転可能に固定側ユニバ
ーサルジョイント５により支持されている。その各可動
側端部は、３軸回転可能に可動側ユニバーサルジョイン
ト６により支持されている。One of the telescopic ends of each servo cylinder 4 is a fixed end and the other is a movable end. Each fixed-side end is supported by a fixed-side universal joint 5 so as to be rotatable about three axes. Each movable side end is supported by a movable side universal joint 6 so as to be rotatable about three axes.
【００１４】その自立型３軸方向モーションベース７
は、３軸方向ベース本体８を備えている。３軸方向ベー
ス本体８は、支持装置９により可動側ベース本体３の上
方に配置され可動側ベース本体３に支持されている。支
持装置９としては、４つの空気ばね、４体の防振ゴムの
ような緩衝性と変形性とを有し揺動自在である概ね等長
の支柱であることが好ましい。複数の搭乗席１１は、複
数人の搭乗者がそれぞれに搭乗して座ることができるよ
うに、３軸方向ベース本体８にそれぞれに固定されてい
る。The self-standing three-axis motion base 7
Has a three-axis base body 8. The triaxial base body 8 is disposed above the movable base body 3 by a support device 9 and is supported by the movable base body 3. It is preferable that the support device 9 is a substantially equal-length column that has a cushioning property and a deformability and is swingable, such as four air springs and four vibration-isolating rubbers. The plurality of boarding seats 11 are respectively fixed to the three-axis base body 8 so that a plurality of passengers can board and sit on each of them.
【００１５】図２は、６つの油圧サーボシリンダ４ａ〜
４ｆの幾何学的配置を示している。６つの油圧サーボシ
リンダ４ａ〜４ｆの固定側端部の６つの固定側ユニバー
サルジョイント５は、固定側ベース本体２の上面上の正
六角形の６頂点位置に固定的に配置されている。６つの
油圧サーボシリンダ４ａ〜４ｆの可動側端部の６つの可
動側ユニバーサルジョイント６は、可動側ベース本体３
の下面上の正六角形の６頂点位置に可動的に配置されて
いる（可動側ベース本体３に対しては固定的）。FIG. 2 shows six hydraulic servo cylinders 4a to 4c.
4f shows the geometry of 4f. The six fixed-side universal joints 5 at the fixed-side ends of the six hydraulic servo cylinders 4 a to 4 f are fixedly arranged at six apexes of a regular hexagon on the upper surface of the fixed-side base body 2. The six movable-side universal joints 6 at the movable-side ends of the six hydraulic servo cylinders 4 a to 4 f are connected to the movable-side base body 3.
Are movably disposed at the six apexes of a regular hexagon on the lower surface of the movable base (fixed to the movable base body 3).
【００１６】６つの油圧サーボシリンダ４ａ〜４ｆによ
る可動側ベース本体３の運動は、その６つの伸縮長さで
ある６変数により記述され、６次元自由度を持つことが
できる。その６次元のうちの３次元分は直線運動を記述
し他の３次元は３軸回転を記述する。６つの油圧サーボ
シリンダ４ａ〜４ｆは、６次元駆動装置を形成してい
る。The movement of the movable-side base body 3 by the six hydraulic servo cylinders 4a to 4f is described by six variables that are the six expansion and contraction lengths, and can have six-dimensional degrees of freedom. Three dimensions of the six dimensions describe linear motion, and the other three dimensions describe three-axis rotation. The six hydraulic servo cylinders 4a to 4f form a six-dimensional drive device.
【００１７】油圧サーボシリンダ４ａの可動側端部と油
圧サーボシリンダ４ｂの可動側端部は、Ｘ軸方向線に対
して対称な位置に対向して配置されている。油圧サーボ
シリンダ４ｃの可動側端部と油圧サーボシリンダ４ｄの
可動側端部は、Ｙ軸方向線に対して対称な位置に対向し
て配置されている。油圧サーボシリンダ４ｅの可動側端
部と油圧サーボシリンダ４ｆの可動側端部は、Ｚ軸方向
線に対して対称な位置に対向して配置されている。Ｘ軸
方向線とＹ軸方向線とＺ軸方向線とは、可動側ベース本
体３の中心点Ｏを通り互いに１２０度の角度間隔を持つ
ように可動側ベース本体３に固定されて設定されてい
る。The movable-side end of the hydraulic servo cylinder 4a and the movable-side end of the hydraulic servo cylinder 4b are arranged opposite to each other at a position symmetrical with respect to the X-axis direction line. The movable-side end of the hydraulic servo cylinder 4c and the movable-side end of the hydraulic servo cylinder 4d are arranged to face each other at a position symmetric with respect to the Y-axis direction line. The movable-side end of the hydraulic servo cylinder 4e and the movable-side end of the hydraulic servo cylinder 4f are disposed opposite to each other at a position symmetrical with respect to the Z-axis direction line. The X-axis direction line, the Y-axis direction line, and the Z-axis direction line are fixed to the movable base body 3 so as to pass through the center point O of the movable base body 3 and have an angular interval of 120 degrees with each other. I have.
【００１８】図３は、自立型３軸方向モーションベース
７を３軸方向に駆動する３軸方向駆動装置を示してい
る。３軸方向駆動装置は、４組の加振機１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄ（その代表は１２で示される）のそ
れぞれは、Ｘ軸方向加振棒１３と、Ｙ軸方向加振棒１４
と、図１に示されるＺ軸方向加振棒１５とを備えてい
る。全加振棒は、それぞれに加振源１６により振動運動
を付与される。全加振棒の両端部は、それぞれに、３軸
方向ベース本体８及び全加振源１６に対して揺動自在で
あることは可能であるが、全加振棒は直線往復運動する
だけでよい。この場合、全加振棒と３軸方向ベース本体
８との間は、２次元的摺動可能に形成される。FIG. 3 shows a triaxial driving device for driving the self-supporting triaxial motion base 7 in three axial directions. The three-axis direction driving device includes four sets of vibrators 12a and 12
b, 12c, and 12d (the representative of which is indicated by 12) are an X-axis direction excitation rod 13 and a Y-axis direction excitation rod
And a Z-axis direction excitation rod 15 shown in FIG. All of the vibrating rods are each given a vibrating motion by a vibrating source 16. It is possible that both ends of all the exciter rods can freely swing with respect to the three-axis base body 8 and all the exciter sources 16, respectively. Good. In this case, a space between all the vibrating rods and the three-axis base body 8 is formed to be two-dimensionally slidable.
【００１９】６つの油圧サーボシリンダ４の伸縮運動
は、プログラムにより指示されてサーボ的に可動側ベー
ス本体３の３次元直線（振動）運動と３次元回転（振
動）運動を可能にしている。この６次元運動は、主とし
て低周波（運動）をより高精度に実現する。そのような
６次元運動体である可動側ベース本体３に搭載されてい
る３軸方向ベース本体８は、３次元直線（振動）運動を
可動側ベース本体３に対して主として低周波（運動）に
関してより高精度に実現している。このような低周波運
動と高周波運動は、それぞれに独立に（自立的に）プロ
グラム制御されている６次元駆動装置と３次元駆動装置
とにより合成され得る。The expansion and contraction movements of the six hydraulic servo cylinders 4 are instructed by a program to enable the three-dimensional linear (vibration) and three-dimensional rotation (vibration) movements of the movable base body 3 in a servo manner. This six-dimensional motion mainly realizes low frequency (motion) with higher accuracy. The three-axis directional base body 8 mounted on the movable-side base body 3 which is such a six-dimensional moving body performs three-dimensional linear (vibration) movement with respect to the movable-side base body 3 mainly with respect to low frequency (movement). It is realized with higher accuracy. Such a low-frequency motion and a high-frequency motion can be synthesized by a six-dimensional drive device and a three-dimensional drive device which are independently (autonomously) program-controlled.
【００２０】より小さい質量の運動を制御する高周波運
動用の３次元駆動装置は、その容量が公知装置に比べて
より小さくてよい。より大きい質量の運動を制御する低
周波運動用の６次元駆動装置は、公知装置に比べてその
容量がより小さくてよい。大質量の振動運動の制御は、
高周波でその高精度化が困難であるが、高周波運動の物
体の質量を低減したので、高周波と低周波の両方の運動
の高精度化を同時に実現することができる。The three-dimensional drive for high-frequency movements which controls the movement of smaller masses may have a smaller capacity than known devices. A six-dimensional drive for low-frequency motion, which controls the motion of a larger mass, may have a smaller capacity than known devices. The control of large mass vibration motion
Although it is difficult to achieve high precision at high frequencies, the mass of the object moving at high frequencies is reduced, so that both high-frequency and low-frequency movements can be simultaneously refined.
【００２１】図４は、低周波用の既述の６次元運動体と
高周波用の既述の３次元運動体とからなる合成運動体を
利用する多搭乗者用の動揺シミュレータを示している。
その合成運動体に一致する３次元運動体（３軸方向ベー
ス本体８に相当する）には、その上面に広域面積の動揺
平面２１を持つ広域動揺ベース２２が付加されている。
固定側ベース本体２と可動側ベース本体３とは、単一構
造のプラットホーム２３の底面に設定されている。プラ
ットホーム２３の上方部２４は、広域動揺ベース２２の
周囲を囲み、プラットホーム２３は全動揺装置系を埋設
している。上方部２４も上面の高さは、平面２１の高さ
に概ね一致している。動揺平面２１には、多くの搭乗者
を収容することができる。このような広域的動揺シミュ
レータは、多くの訓練者の同時訓練、多くの一般人の地
震体験のために利用され得る。FIG. 4 shows a motion simulator for a multi-passenger using a combined moving body composed of the above-mentioned six-dimensional moving body for low frequency and the above-mentioned three-dimensional moving body for high frequency.
A three-dimensional moving body (corresponding to the three-axis base body 8) corresponding to the synthesized moving body is provided with a wide-range shaking base 22 having a wide-area shaking plane 21 on its upper surface.
The fixed-side base body 2 and the movable-side base body 3 are set on the bottom surface of a platform 23 having a single structure. The upper portion 24 of the platform 23 surrounds the wide area oscillating base 22, and the platform 23 embeds the entire oscillating system. The height of the upper surface of the upper portion 24 also substantially matches the height of the plane 21. The sway plane 21 can accommodate many passengers. Such a global sway simulator can be used for the simultaneous training of many trainees and the earthquake experience of many ordinary people.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明による動揺シミュレータは、容量
を大幅に上げることなく、より現実的な低周波と高周波
を与えて、より現実的な動揺感覚で搭乗者に動揺を体験
させることができる。The sway simulator according to the present invention can provide a more realistic low frequency and high frequency without greatly increasing the capacity, and allow the occupant to experience the sway with a more realistic sway feeling.
【図１】図１は、本発明による動揺シミュレータの実施
の形態を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a rocking simulator according to the present invention.
【図２】図２は、図１の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG. 1;
【図３】図３は、シリンダの配置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of cylinders.
【図４】図４は、本発明による動揺シミュレータの実施
の他の形態を示す正面断面図である。FIG. 4 is a front sectional view showing another embodiment of the motion simulator according to the present invention.
【図５】図５は、公知装置を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing a known device.
３…第１可動ベース ４…第１駆動源 ４ａ〜４ｆ…流体圧シリンダ ５…固定側端部 ６…可動側端部 ８…第２可動ベース １２…第２駆動源 ２２…広域動揺ベース ２３…プラットホーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... 1st movable base 4 ... 1st drive source 4a-4f ... Fluid pressure cylinder 5 ... Fixed side end 6 ... Movable end 8 ... 2nd movable base 12 ... 2nd drive source 22 ... Wide-range oscillating base 23 ... platform
Claims (6)
と、 前記第１可動ベースに搭載され前記第２可動ベースに高
周波運動を与える第２駆動源とを含む動揺シミュレー
タ。A first movable base; a second movable base supported by the first movable base; a first drive source for applying a low-frequency motion to the first movable base; and a first drive base mounted on the first movable base. And a second drive source for applying a high-frequency motion to the second movable base.
第１可動ベースに与える動揺シミュレータ。2. The sway simulator according to claim 1, wherein the first drive source applies a three-dimensional linear motion and a three-axis rotary motion to the first movable base.
スに与え、回転運動を前記第２可動ベースに与えない動
揺シミュレータ。3. The sway simulator according to claim 2, wherein the second drive source applies a three-dimensional linear motion to the second movable base and does not apply a rotational motion to the second movable base.
部が前記固定ベース上で正六角形の６頂点に配置され、
前記それらの６つの可動側端部の内の３組の２つは、前
記第１可動ベースに１２０度間隔の３つの放射方向線に
対してそれぞれに対称に配置されている動揺シミュレー
タ。5. The apparatus of claim 4, further comprising a fixed base fixed, wherein the first drive source comprises six hydraulic cylinders, wherein the six hydraulic cylinders have six fixed end portions thereof. Are arranged at six vertices of a regular hexagon on the fixed base,
A sway simulator in which two of three sets of the six movable ends are respectively symmetrically arranged on the first movable base with respect to three radial lines spaced at 120 degrees.
面の面積よりも広い面積を持つ広域動揺ベースと、 前記動揺ベースの周囲を囲むプラットホームとを含む動
揺シミュレータ。6. The oscillating base according to claim 1, further comprising: a wide-range oscillating base supported by the second movable base and having an area larger than an area of an upper surface of the second movable base; and a platform surrounding the oscillating base. Upset simulator including.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020783A JP2001215867A (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Oscillation simulator |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001215867A (en) |
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