一种基于机械手臂的太空体验舱的制作方法

本实用新型涉及工业机械手控制领域，具体涉及一种基于机械手臂的太空体验舱。

背景技术：

随着游乐业的发展，大型游艺设施的种类也越来越多，在这众多的游乐设施中，具有惊险、刺激感觉的游乐设施格外受到人们的青睐，现代人们娱乐健身的内容越来越多，其中空间运动的娱乐也在不断发展，人们不再满足简单的空间运动，例如激流勇进、阿拉伯海盗船、轨道车等娱乐设施，虽然给人以惊险刺激的感觉，但过程短暂且只有两个自由度的运动，缺少变化莫测的刺激感受。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种基于机械手臂的、能够实现六自由度运动的柔性太空体验舱。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于机械手臂的太空体验舱，包括机械臂和体验舱，所述机械臂与体验舱固定连接，所述机械臂包括底座，所述底座固定连接有第一升降装置，所述第一升降装置固定连接有第一转动装置，所述第一转动装置固定连接有第二升降装置，所述第二升降装置固定连接有第二转动装置，所述第二转动装置固定连接有连接臂，所述连接臂固定连接有第三转动装置，所述第三转动装置固定连接有体验舱。

进一步的，所述第一升降装置和第二升降装置均包括第一连接杆和第二连接杆和连接板，所述第一连接杆两端分别与第二连接杆通过第一转动轴铰接，所述第二转动轴贯穿所述连接板，所述第二连接杆与所述连接板通过第二转动轴铰接；

所述第一转动轴转动连接有推杆组件，所述推杆组件与相反侧的第二转动轴转动连接。

进一步的，所述连接板的截面为h形。

进一步的，所述推杆组件包括第一转动块，所述第一转动块套接于所述第一转动轴外侧，所述第一转动块固定连接有电动推杆，所述电动推杆的输出轴固定连接有第二转动块，所述第二转动块套接于所述第二转动轴外侧。

进一步的，所述第一转动块和第二转动块与所述电动推杆的连接面为平面，所述第一转动块和第二转动块的底面和侧面均为曲面。

进一步的，所述第一转动装置包括转动底盘，所述转动底盘与所述第一升降装置固定连接，所述转动底盘内设有转动槽，所述转动槽内设有蜗轮和蜗杆；

所述蜗杆一端固定连接有电机，所述电机通过固定板与所述第一升降装置固定连接，所述蜗杆的另一端通过轴承与所述转动底盘转动连接；

所述蜗轮固定连接有旋转轴，所述旋转轴一端与所述转动底盘轴承连接，另一端固定连接有转盘，所述转盘与所述第二升降装置固定连接。

进一步的，所述第二转动装置包括第一固定架，所述第一固定架内螺栓连接有第一转动电机，所述第一转动电机的输出轴贯穿所述第一固定架的侧壁固定连接有第一转动盘，所述第一转动盘与连接臂固定连接；

进一步的，所述第三转动装置包括第二固定架，所述第二固定架内螺栓连接有第二转动电机，所述第二转动电机的输出轴贯穿所述第二固定架的侧壁固定连接有第二转动盘，所述第二转动盘与所述体验舱固定连接。

进一步的，所述连接臂为i型连接臂，所述i型连接臂与所述第一转动盘同轴设置。

进一步的，所述连接臂为l型连接臂，所述l型连接臂轴承连接于所述第一转动盘的一侧。

进一步的，所述体验舱内设有体验椅，所述体验椅设有安全带。

进一步的，所述体验舱内设有显示屏，所述显示屏能够显示太空画面，给玩家一种较好的游戏体验。

进一步的，所述体验舱外壳采用有机玻璃。

进一步的，包括控制装置，所述控制装置可为单片机、plc或计算机，所述电动推杆、电机和转动电机与所述控制装置电连接，所述控制装置能够进行预先编程和调试。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型提供的一种基于机械手臂的太空体验舱，通过第一升降装置、第一转动装置、第二升降装置、第二转动装置、连接臂和第三转动装置的设置，能够实现机械臂的六自由度运动，能够实现不用轨迹和不同速度的运动，上下翻转、公转、自转、摆动等，且具有独立编程操作，更为方便安全、工作环境适应性较强，填补了娱乐设施在自由度以及柔性这两方面的空白，更为适应用户的需要。

本实用新型提供的一种基于机械手臂的太空体验舱，基于机械手臂的太空体验舱是由落地式工业机械手臂本体与装在机械手臂末端的体验舱组成，舱的外壳是由有机玻璃制成，类似飞机驾驶员的座舱，舱内有座椅，训练者或健身者被安全带固定在座椅上。用于飞行员训练或青少年娱乐健身。机械手臂经过预先编程可以实现许多不同轨迹和不同速度的运动，上下翻转、公转、自转、摆动等动作，人坐在舱里，仿佛进入神奇缥缈的太空世界，具有更好的游戏体验，更为惊险刺激。

附图说明

图1是本实用新型的正视图ⅰ；

图2是本实用新型图1的侧视图；

图3是本实用新型第一转动装置的正视剖视图；

图4是本实用新型的正视图ⅱ；

图5是本实用新型的连接板的俯视图。

图中：机械臂-1、体验舱-2、底座-3、第一升降装置-4、第一转动装置-5、第二升降装置-6、第二转动装置-7、连接臂-8、第三转动装置-9、第一连接杆-10、第二连接杆-11、连接板-12、第一转动轴-13、第二转动轴-14、推杆组件-15、第一转动块-16、电动推杆-17、第二转动块-18、转动底盘-19、蜗轮-20、蜗杆-21、电机-22、固定板-23、旋转轴-24、转盘-25、第一固定架-26、第一转动电机-27、第一转动盘-28、第二转动盘-29、第二固定架-30、第二转动电机-31。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1-图5所示，一种基于机械手臂的太空体验舱，包括机械臂1和体验舱2，机械臂1与体验舱2固定连接，体验舱2固定于机械臂1的尾端，机械臂1能够带动体验舱2实现许多不同轨迹和不同速度的运动，上下翻转、公转、自转、摆动等动作，机械臂1包括底座3，底座3固定连接有第一升降装置4，第一升降装置4固定连接有第一转动装置5，第一转动装置5固定连接有第二升降装置6，第二升降装置6固定连接有第二转动装置7，第二转动装置7固定连接有连接臂8，连接臂8固定连接有第三转动装置9，第三转动装置9固定连接有体验舱2，通过第一升降装置4、第一转动装置5、第二升降装置6、第二转动装置7、连接臂8和第三转动装置9的设置，能够实现机械臂的六自由度运动，能够实现不同轨迹和不同速度的运动，且底座3能够固定在地面，工作环境适应性较强，填补了娱乐设施在自由度以及柔性这两方面的空白。

第一升降装置4和第二升降装置6均包括第一连接杆10和第二连接杆11和连接板12，连接板12的截面为h形，第一连接杆10两端分别与第二连接杆11通过第一转动轴13铰接，第二转动轴14贯穿所述连接板12，第二连接杆11与连接板12通过第二转动轴14铰接；第一转动轴13转动连接有推杆组件15，推杆组件15与相反侧的第二转动轴14转动连接，推杆组件15能够通过伸长使第一升降装置4运动，从而使第二连接杆11与第一连接杆10之间的钝角减小或增大，使连接板12在横向运动的同时伴随着垂直运动，能够改变第一升降装置4和第二升降装置6的高度。

推杆组件15包括第一转动块16，第一转动块16套接于第一转动轴13外侧，第一转动块16固定连接有电动推杆17，电动推杆17的输出轴固定连接有第二转动块18，第二转动块18套接于第二转动轴14外侧，第一转动块16和第二转动块18与电动推杆17的连接面为平面，第一转动块16和第二转动块18的底面和侧面均为曲面，第一转动块16和第二转动块18的设置能够在电动推杆17进行压缩或伸长带动第二连接杆11和连接板12进行改变时，带动电动推杆17进行转动，适应第二连接杆11的角度，当电动推杆17的输出端延长时，第二连接杆11进行转动，带动电动推杆17与第二连接杆11进行协同转动，降低连接板12的高度，并使连接板12偏移；当电动推杆17的输出端缩短时，第二连接杆11向另一端进行转动，带动电动推杆17与第二连接杆11进行协同转动，升高连接板12的高度，并使连接板12向回偏移，进行复位；当电动推杆17的输出端持续缩短时，第二连接杆11继续转动，向另一端进行倾斜，降低连接板12的高度，并使连接板12向另一端偏移。

如图3所示，第一转动装置5包括转动底盘19，转动底盘19与第一升降装置4固定连接，转动底盘19内设有转动槽，转动槽内设有蜗轮20和蜗杆21；

蜗杆21一端固定连接有电机22，电机22通过固定板23与第一升降装置4固定连接，蜗杆21的另一端通过轴承与转动底盘19转动连接；

蜗轮20固定连接有旋转轴24，旋转轴24一端与转动底盘19轴承连接，另一端固定连接有转盘25，转盘25与第二升降装置6固定连接，电机22工作带动蜗杆21在转动槽内进行转动，蜗轮20与蜗杆21进行转动，从而带动蜗轮20进行转动，进而通过旋转轴24带动转盘25进行转动，使第二升降装置6能够绕着z轴旋转，从而能够使第二升降装置6能够在xy平面内进行任意调节。

第二转动装置7包括第一固定架26，第一固定架26内螺栓连接有第一转动电机27，第一转动电机27的输出轴贯穿第一固定架26的侧壁固定连接有第一转动盘28，第一转动盘28与连接臂8固定连接；第三转动装置9包括第二固定架30，第二固定架30内螺栓连接有第二转动电机31，第二转动电机31的输出轴贯穿第二固定架30的侧壁固定连接有第二转动盘29，第二转动盘29与体验舱2固定连接，第二转动装置7与第三转动装置9能够使体验舱2获得绕x轴和y轴的转动运动，能够在装置进行公转的同时进行自转和上下翻转。

如图4所述，连接臂8选用i型连接臂，i型连接臂与第一转动盘28同轴设置，转动半径较小，转动周长较短，使游客具有强烈的翻转的体感。

如图1所述，连接臂8还可以选用l型连接臂，l型连接臂轴承连接于第一转动盘28的一侧，采用不同连接臂8的连接方式，能够对装置的翻转范围进行选择，l型连接臂的转动半径较大，具有较强的离心力，更为惊险刺激。

体验舱2内设有体验椅，体验椅设有安全带，能够保护游客的安全。

本实用新型的工作过程如下：

通过控制装置对装置进行预先编程和调试，编程采用的为一般的编程软件即可，然后使第一升降装置4和第二升降装置6中的推杆组件15进行缩短，降低第一升降装置4和第二升降装置6的高度，使体验舱2与地面接触，然后游客坐进体验舱2内使用安全带固定，然后装置按照预先的编程模式进行启动，第一升降装置4、第一转动装置5、第二升降装置6、第二转动装置7、连接臂8和第三转动装置9带动体验舱2按照机械臂的六自由度进行缓慢运动，模拟太空中的运动体验，实现不同轨迹和不同速度的运动，当电动推杆17的输出端延长时，第二连接杆11进行转动，带动电动推杆17与第二连接杆11进行协同转动，降低连接板12的高度，并使连接板12偏移；当电动推杆17的输出端缩短时，第二连接杆11向另一端进行转动，带动电动推杆17与第二连接杆11进行协同转动，升高连接板12的高度，并使连接板12向回偏移，进行复位；当电动推杆17的输出端持续缩短时，第二连接杆11继续转动，向另一端进行倾斜，降低连接板12的高度，并使连接板12向另一端偏移，第二升降装置6能够绕着z轴旋转，使第二升降装置6能够在xy平面内进行任意调节，第二转动装置7与第三转动装置9能够使体验舱2获得绕x轴和y轴的转动运动，能够在装置进行公转的同时进行自转和上下翻转。

体验结束后，第一升降装置4和第二升降装置6中的推杆组件15进行缩短，降低第一升降装置4和第二升降装置6的高度，使体验舱2与地面接触，使游客从装置中离开。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

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