本發(fā)明屬于模擬輪船運動領域，涉及一種三自由度分層式搖擺臺，特別涉及一種模擬輪船運動的搖擺臺。

背景技術：

通過運動模擬器對輪船在各種海況下浮渡時的運動狀態(tài)進行模擬，以便來真實再現(xiàn)輪船的實際運動狀態(tài)，從而為船載設備的研制提供真實、可靠、經(jīng)濟的試驗環(huán)境。輪船甲板面積狹小、搖擺不穩(wěn)。為了訓練中存在的諸多制約因素帶來的矛盾，縮短訓練周期，提高訓練效率，節(jié)約訓練經(jīng)費，減少訓練風險，需要在陸地建造用于訓練的輪船模擬訓練平臺。因此，有必要發(fā)明一種能夠精準、快速、穩(wěn)定的模擬訓練所需要的搖擺設備，將物理實體與虛擬技術結合起來，陸地上進行虛擬的海面上和訓練從而彌補訓練上的不足，對訓練具有重大的實際應用價值。

技術實現(xiàn)要素：

實用新型目的：本實用新型提供一種三自由度分層式搖擺臺，其目的是解決目前所存在的輪船模擬系統(tǒng)的搖擺臺方案存在的問題

技術方案：實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種三自由度分層式搖擺臺，其特征在于：所述的三自由度分層式搖擺臺包括訓練平臺、移動橫梁、下橫梁、導向柱和V型旋轉臺；

所述的訓練平臺包括平臺和橫搖回轉中心，橫搖回轉中心設置在平臺的底部，橫搖回轉中心為頂角朝下的、倒置的棱錐體；

所述的移動橫梁包括支撐軸座、可移動橫梁和導向孔，導向孔為供導向柱穿過的裝置，使得可移動橫梁能通過導向孔沿導向柱上下移動；

所述的V型旋轉臺包括縱搖旋轉軸、搖擺臺底座和V型架；搖旋轉軸設置在搖擺臺底座上，搖旋轉軸設置在搖擺臺底座的兩端；

訓練平臺底部的橫搖回轉中心的頂角伸進V型架內且能與V型架相對運動；訓練平臺與搖擺臺底座之間還設置有橫搖液壓缸組，橫搖液壓缸組使得訓練平臺與縱搖旋轉軸的位置對應的兩端能做上下起伏的橫搖；

V型旋轉臺通過縱搖旋轉軸安裝在移動橫梁的支撐軸座上，且縱搖旋轉軸能與支撐軸座相配合實現(xiàn)轉動，進而帶動搖擺臺底座動作；

移動橫梁設置在下橫梁的上方，導向柱穿過移動橫梁設置在下橫梁上，使得移動橫梁能沿導向柱相對于下橫梁上下移動；

移動橫梁的底部設置有推動其上下移動的垂蕩液壓缸組；

移動橫梁與V型旋轉臺之間設置有縱搖液壓缸組，縱搖液壓缸組的后端缸體與移動橫梁鉸接，縱搖液壓缸組的前端活塞桿與V型旋轉臺側傾斜面鉸接，使用時縱搖液壓缸組的活塞桿推動V型旋轉臺以支撐軸座為支點轉動，從而帶動訓練平臺實現(xiàn)縱搖，其可轉動的角度通過改變縱搖液壓缸的活塞桿伸長量來控制。

在訓練平臺和移動橫梁之間還設置有上橫梁，V型旋轉臺穿過上橫梁中部的通孔，在上橫梁中部通孔內壁設置有限制V型旋轉臺縱搖轉動角度的電動螺旋限位裝置。

V型旋轉臺的兩端靠近縱搖旋轉軸的位置設置有螺旋限位裝置，螺旋限位裝置為在設備停止工作時伸出將訓練平臺固定住且在設備正常工作時退回指定位置，起到限位保護作用的裝置。

所述的搖擺臺底座通過軸向定位套固定，防止訓練平臺軸向竄動。

所述的電動螺旋限位裝置為四個，四個電動螺旋限位裝置對稱且等距布置。

所述的縱搖旋轉軸呈對稱布置。

優(yōu)點效果：本實用新型提供一種三自由度分層式搖擺臺，其具體的有益效果如下：

（1）與傳統(tǒng)的搖擺臺方案相比，這種三自由度分層式搖擺臺采用類似V形的基座支撐訓練平臺，通過三自由度分層式轉動帶動平臺轉動，縱搖液壓缸活塞向下傾斜，有效的減輕了縱搖液壓缸的負擔，使其壽命得到了提高。

（2）與其他的搖擺臺方案相比，這種三自由度分層式搖擺臺通過移動橫梁與導向桿的連接，限制了橫向的自由度，增加了訓練平臺的垂蕩的穩(wěn)定性。

（3）與同類型搖擺臺相比，這種三自由度分層式搖擺臺采用分層式布局，降低了機構重心，減小了重量。

附圖說明：

圖1搖擺臺整體結構圖；

圖2訓練平臺結構圖；

圖3橫搖裝配關系結構圖；

圖4上橫梁結構圖；

圖5移動橫梁結構圖；

圖6 V型旋轉臺結構圖。

具體實施方式：

如圖1所示，實用新型提供一種三自由度分層式搖擺臺，所述的三自由度分層式搖擺臺包括訓練平臺1、移動橫梁4、下橫梁6、導向柱7和V型旋轉臺9；

如圖2所示，所述的訓練平臺1包括平臺1-1和橫搖回轉中心1-2，橫搖回轉中心1-2設置在平臺1-1的底部，橫搖回轉中心1-2為頂角朝下的、倒置的棱錐體；

如圖5所示，所述的移動橫梁4包括支撐軸座4-1、可移動橫梁4-2和導向孔4-3，導向孔4-3為供導向柱7穿過的裝置，使得可移動橫梁4-2能通過導向孔4-3沿導向柱7上下移動；

如圖6所示，所述的V型旋轉臺9包括縱搖旋轉軸9-1、搖擺臺底座9-2和V型架9-3；搖旋轉軸9-1設置在搖擺臺底座9-2上，搖旋轉軸9-1設置在搖擺臺底座9-2的兩端；

訓練平臺1底部的橫搖回轉中心1-2的頂角伸進V型架9-3內且能與V型架9-3相對運動；訓練平臺1與搖擺臺底座9-2之間還設置有橫搖液壓缸組11，橫搖液壓缸組11使得訓練平臺1與縱搖旋轉軸9-1的位置對應的兩端能做上下起伏的橫搖；

V型旋轉臺9通過縱搖旋轉軸9-1安裝在移動橫梁4的支撐軸座4-1上，且縱搖旋轉軸9-1能與支撐軸座4-1相配合實現(xiàn)轉動，進而帶動搖擺臺底座9-2動作；

移動橫梁4設置在下橫梁6的上方，導向柱7穿過移動橫梁4設置在下橫梁6上，使得移動橫梁4能沿導向柱7相對于下橫梁6上下移動；所述的移動橫梁4與下橫梁6通過導向柱7連接，移動橫梁4沿導向柱7的相對運動由垂蕩液壓缸5控制，等距布置的垂蕩液壓缸推動移動橫梁4上下運動，實現(xiàn)訓練平臺1的垂蕩。所述的垂蕩液壓缸組5、下橫梁6與地面固定。

移動橫梁4的底部設置有推動其上下移動的垂蕩液壓缸組5；移動橫梁4與V型旋轉臺9之間設置有縱搖液壓缸組8，縱搖液壓缸組8的后端缸體與移動橫梁4鉸接，縱搖液壓缸組8的前端活塞桿與V型旋轉臺9側傾斜面鉸接，使用時縱搖液壓缸組8的活塞桿推動V型旋轉臺9以支撐軸座4-1為支點轉動，從而帶動訓練平臺1實現(xiàn)縱搖，其可轉動的角度通過改變縱搖液壓缸的活塞桿伸長量來控制。

在訓練平臺1和移動橫梁4之間還設置有上橫梁3，V型旋轉臺9穿過上橫梁3中部的通孔，在上橫梁3中部通孔內壁設置有限制V型旋轉臺9縱搖轉動角度的電動螺旋限位裝置3-2。

V型旋轉臺9的兩端靠近縱搖旋轉軸9-1的位置設置有螺旋限位裝置2，螺旋限位裝置2為在設備停止工作時伸出將訓練平臺1固定住且在設備正常工作時退回指定位置，起到限位保護作用的裝置。

所述的搖擺臺底座9-2通過軸向定位套固定，防止訓練平臺1軸向竄動。

所述的電動螺旋限位裝置3-2為四個，四個電動螺旋限位裝置3-2對稱且等距布置。

所述的縱搖旋轉軸9-1呈對稱布置。

所述的上橫梁3、移動橫梁4與下橫梁6通過導向柱7連接，使搖擺臺的垂蕩運動更穩(wěn)定。

如圖4所示，所述的上橫梁3還包括回轉軸保護裝置3-3。所述的四個螺旋限位裝置3-2為電動的，對稱且等距布置。

搖擺臺在實現(xiàn)其搖擺動作時，可分為三部分：

第一部分，實現(xiàn)搖擺臺的垂蕩。搖擺臺的垂蕩動作由連接在下橫梁6與移動橫梁4之間的垂蕩液壓缸組5驅動，通過垂蕩液壓缸組5的頂升，移動橫梁4頂動訓練平臺1，實現(xiàn)整個平臺的垂蕩。

第二部分，實現(xiàn)搖擺臺的縱搖。搖擺臺的橫梁4與V型旋轉臺9之間的，縱搖液壓缸組8缸體、活塞桿分別鉸接在搖擺臺的橫梁4與V型旋轉臺9之間，并且，傾斜倒置。其活塞桿的伸縮，控制V型旋轉臺9上縱搖旋轉軸9-1繞支撐軸座4-1的旋轉，螺旋限位裝置3-2限制平臺的旋轉角度，提高整個平臺的縱搖的安全性。

第三部分，實現(xiàn)搖擺臺的橫搖。連接在V型旋轉臺9的橫搖液壓缸組11，活塞桿的伸縮，推動訓練平臺1，在螺旋限位裝置的限制下，實現(xiàn)訓練平臺1的橫搖。