二自由度模拟运动平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种二自由度模拟运动平台，包括基座，还包括控制器、立柱、活动支架、摆动臂以及动力单元，立柱竖向的固定于基座上；活动支架底部转动连接于立柱的顶部，活动支架上沿着纵向布置有座椅和方向盘，转动连接的转动中心线呈纵向布置；摆动臂一端连接于活动支架上；动力单元用于驱动摆动臂，摆动臂的运动行程对应活动支架在立柱上的摆动行程；其中，活动支架上还设置有至少两个踏板，方向盘和踏板均连接有传感器，控制器根据接收到的各传感器的信号以控制动力单元。本实用新型提供的二自由度模拟运动平台，平台自身即可完成自身的运动控制。
【专利说明】
二自由度模拟运动平台
技术领域
[0001]本实用新型涉及游戏设备，具体涉及一种二自由度模拟运动平台。
【背景技术】
[0002]随着虚拟现实技术的快速发展，摩托、游艇等大型驾驶互动游戏受到越来越多游戏者的喜爱。现有技术中的游戏设备主要包括运动平台、游戏主机以及显示屏，游戏主机一方面向显示屏输送影像信号，同步的，游戏主机另一方面向运动平台输送运动控制信号，以此控制运动平台的运动。
[0003]现有技术的不足之处在于，运动平台的控制信号由游戏主机获取，运动平台无法独立运行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种二自由度模拟运动平台，以解决现有技术中运动平台无法独立运行的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]—种二自由度模拟运动平台，包括基座，还包括:
[0007]控制器；
[0008]立柱，其竖向的固定于所述基座上；
[0009]活动支架，其底部转动连接于所述立柱的顶部，所述活动支架上沿着纵向布置有座椅和方向盘，所述转动连接的转动中心线呈纵向布置；
[0010]摆动臂，其一端连接于所述活动支架上；
[0011]动力单元，其用于驱动所述摆动臂，所述摆动臂的运动行程对应所述活动支架在立柱上的摆动行程；
[0012]其中，所述活动支架上还设置有至少两个踏板，所述方向盘和踏板均连接有传感器，所述控制器根据接收到的各所述传感器的信号以控制所述动力单元。
[0013]上述的二自由度模拟运动平台，还包括万向节，所述活动支架通过所述万向节转动连接于所述立柱的顶端，所述万向节和所述摆动臂在所述活动支架的底面上交错布置。
[0014]上述的二自由度模拟运动平台，摆动臂有两个，两个所述摆动臂以所述活动支架的摆动中心线为中心线对称布置。
[0015]上述的二自由度模拟运动平台，所述摆动臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂的一端与所述活动支架转动连接，所述第一臂的另一端与所述第二臂的一端转动连接；
[0016]所述动力单元为电机，所述电机的电机轴与减速器的输入轴固接，所述减速器的输出轴与所述第二臂的另一端固接。
[0017]上述的二自由度模拟运动平台，与所述方向盘连接的所述传感器为电位器。
[0018]上述的二自由度模拟运动平台，所述踏板有三个，三个所述踏板分别为制动踏板、油门踏板以及离合踏板。
[0019]上述的二自由度模拟运动平台，与所述踏板连接的所述传感器为压力传感器。
[0020]上述的二自由度模拟运动平台，还包括游戏主机和显示屏，所述显示屏位于所述方向盘的前方，所述游戏主机的处理器与所述控制器无线或有线通信。
[0021]在上述技术方案中，本实用新型提供的二自由度模拟运动平台，方向盘和踏板的运动给相应的传感器以信号，各传感器将检测结果发送给控制器，控制器根据接收到检测结果决定如何控制动力单元，动力单元通过摆动臂控制活动支架的摆动，如此，平台自身即可完成自身的运动控制。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本实用新型实施例提供的二自由度模拟运动平台的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型实施例提供的二自由度模拟运动平台的结构框图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1、基座;2、控制器;3、立柱;4、活动支架;5、摆动臂;51、第一臂;52、第二臂;6、动力单元;7、踏板;8、方向盘;9、万向节；10、传感器;11、座椅；12、操纵杆；13、游戏主机;14、显示器。
【具体实施方式】
[0027]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
[0028]本发明所涉及的竖向、纵向、横向均以水平面为基准，以日常生活中的常识判断为准，具体的，垂直于水平面的上、下方向为竖向，与水平面平行的左、右方向为横向，与水平面平行的前、后方向为纵向，竖向、纵向以及横向组成三维垂直坐标系统。
[0029]如图1-2所示，本实用新型实施例提供的一种二自由度模拟运动平台，包括基座I，还包括控制器2、立柱3、活动支架4、摆动臂5以及动力单元6，立柱3竖向的固定于基座I上；活动支架4底部转动连接于立柱3的顶部，活动支架4上沿着纵向布置有座椅11和方向盘8，转动连接的转动中心线呈纵向布置;摆动臂5—端连接于活动支架4上;动力单元6用于驱动摆动臂5，摆动臂5的运动行程对应活动支架4在立柱3上的摆动行程;其中，活动支架4上还设置有至少两个踏板7，方向盘8和踏板7均连接有传感器10，控制器2根据接收到的各传感器10的信号以控制动力单元6。
[0030]具体的，基座I可以是钢制底板，也可以是各类底架，其为整个二自由度模拟运动平台固定基准，使用时放置于相关的固定面如地面上，立柱3沿着竖向固定于基座I上，活动支架4固定于立柱3上，此处，立柱3竖向指的是其两端为竖直向，即活动支架4位于基座I的上方，而非对立柱3本身结构的限制，优选的立柱3为竖直的杆件，但可选的，立柱3也可以是其它结构，如由三个杆件组成，三个杆件位于三棱锥的三个棱处，活动支架4位于三棱锥的顶点上。活动支架4转动连接于立柱3上，且该转动连接的转动轴线处于纵向，同时，活动支架4上沿纵向依次布置有方向盘8和座椅11，如此当活动支架4沿着纵向来回转动时，其会带动座椅11发生一个上下的摆动。活动支架4由摆动臂5和动力单元6驱动以摆动，动力单元6为动力源，可以是电机、液压缸以及其它现有的动力装置，摆动臂5在动力源的驱动下发生运动，此处最简单的，动力单元6为液压缸。液压缸的壳体转动连接于基座I上，其伸缩轴的顶端转动连接于活动支架4的底部，如此，当伸缩轴缩短，其会拉动活动支架4位于伸缩轴的该侧向下倾斜，相应的，背离伸缩轴另一侧的活动支架4则会上升;伸缩轴伸长，活动支架4的运动方向则会相反。很显然的，除上述结构外，其它能够推动活动支架4的一侧上升和下降的机构均可作为摆动臂5，如连杆机构、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条机构、凸轮机构等等，均可驱动活动支架4发生位移。动力单元6优选的可以固定于基座I上，但也可固定于其他的固定基准上。
[0031]本实施例中，通过动力单元6驱动摆动臂5即可带动活动支架4和座椅11左右摆动。活动支架4上设置有方向盘8和踏板7，方向盘8和踏板7均连接有传感器10，如此，游戏人员转动方向盘8、踩压踏板7的动作均可由传感器1捕捉，传感器1将捕捉到的信号传送给控制器2，而控制器2控制动力单元6。日常生活中，方向盘8左转，相关交通设备如摩托会左转弯，人体会左倾，在本实施例中，当控制器2通过传感器10获取到方向盘8左转时，即控制动力单元6驱动活动支架4的左侧下倾，右侧上倾，活动支架4左倾，同理，当方向盘8右转，活动支架4右倾。
[0032]本实用新型提供的二自由度模拟运动平台，方向盘8和踏板7的运动给相应的传感器10以信号，各传感器10将检测结果发送给控制器2，控制器2根据接收到检测结果决定如何控制动力单元6，动力单元6通过摆动臂5控制活动支架4的摆动，如此，平台自身即可完成自身的运动控制。
[0033]本实施例中，进一步的，还包括万向节9，活动支架4通过万向节9转动连接于立柱的顶端，万向节9和摆动臂5在活动支架4的底面上交错布置，摆动臂5有两个，两个摆动臂5以活动支架4的摆动中心线为中心线对称布置，万向节9的作用在于，活动支架4除了能够按照纵向中心线进行摆动外，还能够向其它任意方向摆动，如此通过控制两个摆动臂5的活动，使得活动支架4能够前倾、后倾或其它方向的斜倾，如两个摆动臂5同步伸长，则活动支架4后侧，两个摆动臂5同步缩短，则活动支架4前倾。如此，在不改变其它结构的情况下，通过将万向节9作为转动连接件，使得活动支架4的自由度增加。
[0034]本实施例还具有踏板7，踏板7可以是制动踏板、油门踏板以及离合踏板，在日常生活中，制动踏板减速，油门踏板加速，离合踏板启动，踩压制动踏板时，控制器2通过传感器10获取到制动踏板被踩压的压力信号时，即控制动力单元6驱动两个摆动臂5同步下移，此时活动支架4前倾，游戏者踩压的幅度越大，活动支架4前倾的幅度越大，同理，当踩压踏板7中的油门踏板，活动支架后倾。
[0035]很显然的，两个摆动臂5也可非对称布置，此时两者的运动距离需要根据与上述中心线的距离单独计算，此为现有的数学计算，不赘述。
[0036]本实施例中，进一步的，摆动臂5包括第一臂51和第二臂52，第一臂51的一端与活动支架4转动连接，第一臂51的另一端与第二臂52的一端转动连接;动力单元6为电机，电机的电机轴与减速器的输入轴固接，减速器的输出轴与第二臂52的另一端固接，电机启动时，带动第二臂52的端部转动，第一臂51以该端部为圆心发生转动，与第一臂51相连的第二臂52同步跟随上升或下降，由此带动活动支架4同步上升或下降。该结构较为简单，便于制造、安装和维修。
[0037]本实施例中，优选的，与方向盘8连接的传感器10为电位器，方向盘8为转动件，电位器能够更灵敏的检测转动幅度。更优选的，与踏板7连接的传感器10为压力传感器10，踏板7的带动近似为直线位移，压力传感器10更适用于检测直线位移。
[0038]本实施例中，更进一步的，还包括游戏主机13和显示屏14，显示屏14位于方向盘8的前方，游戏主机13的处理器与控制器2无线或有线通信，控制器2获取传感器10的信号后，在控制动力单元6的同时，同步向游戏主机13输出信号，游戏主机13将相关的信号反应到游戏中并显现于显示屏14上，使得游戏人员的操作得以在显示屏14上显现出来。对于不同的游戏主机13，通过预留相应的接口，均可与本实施例的控制器2相连，如此，使得本申请的运动平台具有极大的通用性。
[0039]本实施例中，游戏主机13及显示屏14不仅可以是各类大型游戏设备，也可以为虚拟现实类的头盔与眼罩，即驾驶者头部佩戴一个虚拟现实装置即可通过本实施例提供的运动平台进行相关的游戏。
[0040]以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
【主权项】
1.一种二自由度模拟运动平台，包括基座，其特征在于，还包括: 控制器； 立柱，其竖向的固定于所述基座上； 活动支架，其底部转动连接于所述立柱的顶部，所述活动支架上沿着纵向布置有座椅和方向盘，所述转动连接的转动中心线呈纵向布置； 摆动臂，其一端连接于所述活动支架上； 动力单元，其用于驱动所述摆动臂，所述摆动臂的运动行程对应所述活动支架在立柱上的摆动行程； 其中，所述活动支架上还设置有至少两个踏板，所述方向盘和踏板均连接有传感器，所述控制器根据接收到的各所述传感器的信号以控制所述动力单元。2.根据权利要求1所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，摆动臂有两个，两个所述摆动臂以所述活动支架的摆动中心线为中心线对称布置。3.根据权利要求2所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，还包括万向节，所述活动支架通过所述万向节转动连接于所述立柱的顶端，所述万向节和所述摆动臂在所述活动支架的底面上交错布置。4.根据权利要求1所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，所述摆动臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂的一端与所述活动支架转动连接，所述第一臂的另一端与所述第二臂的一端转动连接； 所述动力单元为电机，所述电机的电机轴与减速器的输入轴固接，所述减速器的输出轴与所述第二臂的另一端固接。5.根据权利要求1所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，与所述方向盘连接的所述传感器为电位器。6.根据权利要求1所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，所述踏板有三个，三个所述踏板分别为制动踏板、油门踏板以及离合踏板。7.根据权利要求1所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，与所述踏板连接的所述传感器为压力传感器。8.根据权利要求1所述的二自由度模拟运动平台，其特征在于，还包括游戏主机和显示屏，所述显示屏位于所述方向盘的前方所述游戏主机的处理器与所述控制器无线或有线通?目O
【文档编号】A63F13/245GK205549525SQ201620039263
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月14日
【发明人】许耀忠, 李健
【申请人】深圳市幻境科技有限公司