本实用新型涉及六自由度模拟平台结构领域，尤其涉及一种六自由度模拟平台以及系统。
背景技术：
物体在空间的运动具有六个自由度，即沿直角坐标系下的三个坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。因此，要完全确定物体的位置，就必须确定这六个自由度。
六自由度模拟平台可以模拟出物体在空间中的各种运动姿态，可广泛应用到各种训练模拟器如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域。因此，如何制作结构简单、成本较低的六自由度模拟平台是亟待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种六自由度模拟平台以及系统，结构简单成本较低。
本实用新型实施例第一方面提供一种六自由度模拟平台，包括：置物平台、六个舵机和六个运动杆；每个运动杆均包括第一连杆、第二连杆、第一虎克铰和第二虎克铰；其中，
第一虎克铰包括两个平行设置的第一u形结构，两个第一u形结构的闭口端通过第一连接件连接，两个第一u行结构的开口端分别通过一个第二连接件对应连接，两个第二连接柱之间连接有第三连接件；
第二虎克铰包括两个平行设置的第二u形结构，两个第二u形结构的闭口端通过第四连接件连接，两个第二u行结构的开口端分别通过一个第五连接件对应连接，两个第五连接柱的相对位置处均设置有通孔；
第一连杆的第一端套设在第一连接件上，并可以绕第一连接件转动，第二连杆的第一端套设在第三连接件上，并可以绕第三连接件转动，第二连杆的第二端套设在第四连接件上，并可以绕第四连接件转动；
每个第一连杆的第二端分别与一个舵机连接，并在舵机的带动下转动；
每个第二虎克铰的两个第五连接柱通过穿设在两个通孔中的螺栓与置物平台连接，并可以绕螺栓转动。
一种可行的实现方式中，舵机上设置有旋转指针，第一连杆的第二端设置有旋转指针的卡槽，旋转指针卡设在卡槽内，带动第一连杆随着旋转指针的转动而转动。
一种可行的实现方式中，六自由度模拟平台还包括：底座，底座呈三角形，包括三个底座边和三个底座边连接件；其中，
每个底座边上设置有两个朝向三角形外侧开口的容置腔，容置腔用于放置舵机，三个底座边通过三个底座边连接件两两连接。
一种可行的实现方式中，运动杆一体成型。
一种可行的实现方式中，运动杆通过3d打印得到。
本实用新型实施例第二方面提供一种六自由度模拟平台系统，包括客户端、控制器和如上述第一方面以及第一方面中任一种可行的实现方式中的六自由度模拟平台，其中，
客户端和控制器通信连接，控制器与六个舵机通信连接；
客户端用于接收用户输入的操作指令，并将操作指令发送至控制器；
控制器用于根据操作指令向六个舵机发送各自的转动指令。
一种可行的实现方式中，六自由度模拟平台系统还包括：陀螺仪；其中，
陀螺仪与客户端通信连接，用于检测置物平台的运动参数并将运动参数发送至客户端，客户端将运动参数显示给用户。
本实用新型实施例提供的六自由度模拟平台以及系统，包括置物平台、六个舵机和六个运动杆。每个运动杆均包括两个连杆和两个虎克铰，本实用新型实施例中的虎克铰具有结构简单、成本低等优点。
本实用新型的在上述各方面提供的实现的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的六自由度模拟平台的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的运动杆的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的第一虎克铰的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的第二虎克铰的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的底座的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的底座边的结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的底座边连接件的结构示意图；
图8为本实用新型实施例提供的六自由度模拟平台系统的结构示意图。
附图标记：
10—置物平台；20—舵机；30—运动杆；
40—底座；31—第一连杆；311—卡槽；
32—第二连杆；33—第一虎克铰；331—第一u形结构；
332—第一连接件；333—第二连接件；334—第三连接件；
34—第二虎克铰；341—第二u形结构；342—第四连接件；
343—第五连接件；344—通孔；41—底座边；
411—容置腔；42—底座边连接件；1—客户端；
2—控制器；3—六自由度模拟平台；4—陀螺仪。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例一方面提供一种六自由度模拟平台。图1为本实用新型实施例提供的六自由度模拟平台的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的运动杆的结构示意图。本实施例中的六自由度模拟平台的运动杆结构简单，制作成本较低。如图1和图2所示，六自由度模拟平台包括：置物平台10、六个舵机20和六个运动杆30；每个运动杆30均包括第一连杆31、第二连杆32、第一虎克铰33和第二虎克铰34；其中，
第一虎克铰33包括两个平行设置的第一u形结构331，两个第一u形结构331的闭口端通过第一连接件332连接，两个第一u行结构331的开口端分别通过一个第二连接件333对应连接，两个第二连接柱333之间连接有第三连接件334；
第二虎克铰34包括两个平行设置的第二u形结构341，两个第二u形结构341的闭口端通过第四连接件342连接，两个第二u行结构341的开口端分别通过一个第五连接件343对应连接，两个第五连接柱343的相对位置处均设置有通孔344；
第一连杆31的第一端套设在第一连接件332上，并可以绕第一连接件332转动，第二连杆32的第一端套设在第三连接件334上，并可以绕第三连接件334转动，第二连杆32的第二端套设在第四连接件342上，并可以绕第四连接件342转动；
每个第一连杆31的第二端分别与一个舵机20连接，并在舵机20的带动下转动；
每个第二虎克铰34的两个第五连接柱343通过穿设在两个通孔344中的螺栓345与置物平台10连接，并可以绕螺栓345转动。
示例性的，参照图2，每个运动杆30包括依次连接的第一连杆31、第一虎克铰33、第二连杆32和第二虎克铰34。第一连杆31和舵机20连接，第二虎克铰34和置物平台10连接，运动杆30能够将舵机20的转动，传动到置物平台10上，通过6个舵机20分别操纵6个运动杆30运动，从而实现置物平台10的升降、纵向、侧向三个线运动和俯仰、偏航、倾斜三个角运动。
示例性的，图3为本实用新型实施例提供的第一虎克铰的结构示意图。参照图3，第一虎克铰33包括两个垂直于显示界面的第一u形结构331。两个第一u形结构331平行设置。第一连接件332连接两个第一u形结构331的闭口端。可选的，第一连接件332可以为圆柱形，第一连杆31的第一端套设在第一连接件332上，并可以绕第一连接件332转动。第一连杆31的第一端可以为空心柱状，该空心柱的轴的方向与第一连接件332的轴的方向相同，且与第一连杆31垂直。第二连接件333用于连接两个第一u行结构331的对应的一个端，两个第二连接柱333之间连接有第三连接件334,第三连接件334的方向与第一连接件332垂直。可选的，第三连接件334也可以为圆柱形，第二连杆32的第一端套设在第三连接件334上，并可以绕第三连接件334转动，第二连杆32的第一端也可以为空心柱状，该空心柱的轴的方向与第三连接件334的轴的方向相同，且与第二连杆32垂直。本实施例提供的第一虎克铰33可以实现双向运动，相比现有依靠十字轴实现双向运动的虎克铰结构简单，制作成本低。
示例性的，图4为本实用新型实施例提供的第二虎克铰的结构示意图。参照图4，第二虎克铰34包括两个垂直于显示界面的第二u形结构341。两个第二u形结构341平行设置。第四连接件342连接两个第二u形结构341的闭口端。可选的，第四连接件342可以为圆柱形，第二连杆32的第二端套设在第四连接件342上，并可以绕第四连接件342转动。第二连杆32的第二端可以为空心柱状，该空心柱的轴的方向与第四连接件342的轴的方向相同，且与第二连杆32垂直。示例性的，第二连杆32的两端的空心柱的轴的方向平行。第五连接件343用于连接两个第二u形结构341的对应端，两个第五连接件343上均设置有通孔344，两个通孔344的位置相对应，可供螺栓345穿设其中。对应的，置物平台10上设置有可夹在第二虎克铰34的两个通孔344中的定位部，定位部对应位置也设置有通孔，从而采用螺栓345将第二虎克铰34与置物平台10连接，且第二虎克铰34可以绕螺栓345转动。本实施例提供的第二虎克铰34同样可以实现双向运动，相比现有依靠十字轴实现双向运动的虎克铰结构简单，制作成本低。
本实用新型实施例提供的六自由度模拟平台包括置物平台、六个舵机和六个运动杆。每个运动杆均包括两个连杆和两个虎克铰，本实施例中对虎克铰的结构进行重新设计，具有结构简单、成本低等优点。
示例性的，本实用新型实施例还提供一种六自由度模拟平台。舵机20上设置有旋转指针，第一连杆31的第二端设置有旋转指针的卡槽311，旋转指针卡设在卡槽311内，带动第一连杆31随着旋转指针的转动而转动。
示例性的，旋转指针和舵机20的转轴固定连接，有助于指示舵机20的转动角度。如图1和图2所示，本实施例中，在第一连杆31的第二端设置有卡槽311。卡槽311的形状与旋转指针的形状匹配。当舵机20带动旋转指针旋转时，由于旋转指针与卡槽311固定设置，进而带动第一连杆31一起运动。
本实施例中的舵机与第一连杆的连接方式简单、易安装。
示例性的，本实用新型实施例还提供一种六自由度模拟平台。图5为本实用新型实施例提供的底座的结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的底座边的结构示意图，图7为本实用新型实施例提供的底座边连接件的结构示意图。如图5至7所示，六自由度模拟平台还包括：底座40，底座40呈三角形，包括三个底座边41和三个底座边连接件42；其中，
每个底座边41上设置有两个朝向三角形外侧开口的容置腔411，容置腔411用于放置舵机20，三个底座边41通过三个底座边连接件42两两连接。
示例性的，参照图5，6个舵机20设置在底座40上，为方便安装，底座40可包括三个结构相同的底座边41，可拼成三角形。每个底座边上设置两个舵机20的容置腔411，容置腔411的开口朝向三角形的外侧，方便在舵机20故障时，维修或替换舵机20。容置腔411的沿底座边41的方向上还设置有供舵机20的引线穿过的引线孔。舵机20可通过螺钉固定设置在容置腔411内。如图5和6所示，容置腔411的朝向三角形的外侧的开口与靠近底座边41的端部的引线孔连通。
示例性的，三个底座边41通过三个如图7所示的底座边连接件42两两连接。底座边连接件42呈台阶状，用于固定底座边41，避免底座边41和底座边连接件42的相对滑动，有助于提高六自由度模拟平台的底座稳定性。
在一种可能的六自由度模拟平台实施方式中，六个舵机20固定在底座40上，每个第一连杆31与舵机20的连接点位于同一个圆周上，每个第二虎克铰34与置物平台10的连接点位于同一个圆周上。
示例性的，上述实施例中的运动杆30为一体成型结构，提高了运动杆30的强度，也降低了运动杆30的装配难度。
示例性的，上述实施例中的运动杆30通过3d打印得到。3d打印的运动杆强度高、成本低、虎克铰和连杆之间无需装配，有助于降低六自由度模拟平台的装配难度。
示例性的，本实用新型实施例还提供一种六自由度模拟平台系统。图8为本实用新型实施例提供的六自由度模拟平台系统的结构示意图。如图8所示，六自由度模拟平台系统包括客户端1、控制器2和六自由度模拟平台3，其中，客户端1和控制器2通信连接，控制器2与六个舵机20通信连接；
客户端1用于接收用户输入的操作指令，并将操作指令发送至控制器2；
控制器2用于根据操作指令向六个舵机20发送各自的转动指令。
示例性的，六自由度模拟平台3可以为如上述图1至图7任意所示实施例中的六自由度模拟平台。客户端1可以为手机、操作手柄、操作杆、平板、电脑、服务器等装置，用于接收用户对六自由度模拟平台的移动操作指令。用户输入的移动操作指令可以为置物平台10在六个自由度上的移动距离，还可以为6个运动杆30的移动角度。客户端1和控制器2可以采用蓝牙通信连接。
控制器2可以为嵌入式现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)、电脑、服务器等，控制器2与六个舵机20可通信连接，还可电连接。控制器2根据用户输入的操作指令，向六个舵机20分别发送各自的转动指令，转动指令具体可以为不同转动角度对应的不同脉冲持续时长。舵机20根据接收到的脉冲信号进行转动，从而控制置物平台10根据用户指令进行移动。
可选的，如图8所示，六自由度模拟平台系统还包括：陀螺仪4；其中，
陀螺仪4与客户端1通信连接，用于检测置物平台10的运动参数并将运动参数发送至客户端1，客户端1将运动参数显示给用户。
示例性的，客户端1还包括显示屏，陀螺仪4用于检测置物平台10的真实运动参数，并将真实运动参数反馈至客户端1，使得用户可根据陀螺仪4的检测结果调整输入指令。
在上述各实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本实用新型实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种六自由度模拟平台，其特征在于，包括：置物平台(10)、六个舵机(20)和六个运动杆(30)；每个所述运动杆(30)均包括第一连杆(31)、第二连杆(32)、第一虎克铰(33)和第二虎克铰(34)；其中，
所述第一虎克铰(33)包括两个平行设置的第一u形结构(331)，两个所述第一u形结构(331)的闭口端通过第一连接件(332)连接，两个所述第一u形结构(331)的开口端分别通过一个第二连接件(333)对应连接，两个所述第二连接件(333)之间连接有第三连接件(334)；
所述第二虎克铰(34)包括两个平行设置的第二u形结构(341)，两个所述第二u形结构(341)的闭口端通过第四连接件(342)连接，两个所述第二u形结构(341)的开口端分别通过一个第五连接件(343)对应连接，两个所述第五连接件(343)的相对位置处均设置有通孔(344)；
所述第一连杆(31)的第一端套设在所述第一连接件(332)上，并可以绕所述第一连接件(332)转动，所述第二连杆(32)的第一端套设在所述第三连接件(334)上，并可以绕所述第三连接件(334)转动，所述第二连杆(32)的第二端套设在所述第四连接件(342)上，并可以绕所述第四连接件(342)转动；
每个所述第一连杆(31)的第二端分别与一个所述舵机(20)连接，并在所述舵机(20)的带动下转动；
每个所述第二虎克铰(34)的两个所述第五连接件(343)通过穿设在两个所述通孔(344)中的螺栓(345)与所述置物平台(10)连接，并可以绕所述螺栓(345)转动。
2.根据权利要求1所述的六自由度模拟平台，其特征在于，所述舵机(20)上设置有旋转指针，所述第一连杆(31)的第二端设置有所述旋转指针的卡槽(311)，所述旋转指针卡设在所述卡槽(311)内，带动所述第一连杆(31)随着所述旋转指针的转动而转动。
3.根据权利要求1或2所述的六自由度模拟平台，其特征在于，还包括：底座(40)，所述底座(40)呈三角形，包括三个底座边(41)和三个底座边连接件(42)；其中，
每个所述底座边(41)上设置有两个朝向三角形外侧开口的容置腔(411)，所述容置腔(411)用于放置所述舵机(20)，所述三个底座边(41)通过所述三个底座边连接件(42)两两连接。
4.根据权利要求1或2所述的六自由度模拟平台，其特征在于，所述运动杆(30)一体成型。
5.根据权利要求1或2所述的六自由度模拟平台，其特征在于，所述运动杆(30)通过3d打印得到。
6.一种六自由度模拟平台系统，其特征在于，包括客户端(1)、控制器(2)和如权利要求1-5中任一项所述的六自由度模拟平台(3)，其中，
所述客户端(1)和所述控制器(2)通信连接，所述控制器(2)与所述六个舵机(20)通信连接；
所述客户端(1)用于接收用户输入的操作指令，并将所述操作指令发送至所述控制器(2)；
所述控制器(2)用于根据所述操作指令向所述六个舵机(20)发送各自的转动指令。
7.根据权利要求6所述的六自由度模拟平台系统，其特征在于，还包括：陀螺仪(4)；其中，
所述陀螺仪(4)与所述客户端(1)通信连接，用于检测所述置物平台(10)的运动参数并将所述运动参数发送至所述客户端(1)，所述客户端(1)将所述运动参数显示给用户。
技术总结