九自由度运动模拟系统
专利汇可以提供九自由度运动模拟系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种九 自由度 运动模拟系统，包括横向直线移动机构、竖向直线移动机构、纵向直线移动机构以及横向移动平台机构、竖向移动平台机构、纵向移动平台机构，三个方向的直线移动机构 正交 ，横向移动平台机构在横向直线移动机构上直线移动，竖向移动平台机构在竖向直线移动机构上直线移动，纵向移动平台机构在纵向直线移动机构上直线移动，且纵向直线移动机构设置在横向移动平台机构上，在竖向移动平台机构上设有追踪台系统；在纵向移动平台机构上设有目标台系统。本实用新型使系统达到更高的综合 位姿 精度 ；在满足相同九自由度运动模拟系统功能的条件下降低了系统构件的制造规模，降低制造难度，提高了可行性与经济性。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是九自由度运动模拟系统专利的具体信息内容。
1.一种九自由度运动模拟系统，其特征在于：包括横向直线移动机构(101)、竖向直线移动机构(102)、纵向直线移动机构(103)以及横向移动平台机构(104)、竖向移动平台机构(105)、纵向移动平台机构(106)，三个方向的直线移动机构正交，横向移动平台机构(104)在横向直线移动机构(101)上直线移动，竖向移动平台机构(105)在竖向直线移动机构(102)上直线移动，纵向移动平台机构(106)在纵向直线移动机构(103)上直线移动，且纵向直线移动机构(103)设置在横向移动平台机构(104)上，在竖向移动平台机构(105)上设有追踪台系统；在纵向移动平台机构(106)上设有目标台系统。
2.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：追踪台系统包括设置在竖向移动平台机构(105)上的追踪台基座机构(107)，追踪台基座机构(107)上设有能自由转动的追踪台外环框架(108)，在追踪台外环框架(108)上设有能自由转动的追踪台中环框架(109)，且追踪台中环框架(109)的转动轴垂直于追踪台外环框架(108)转动轴，在追踪台中环框架(109)上设有能自由转动的追踪台负载机构(111)，追踪台负载机构(111)的追踪台内环转轴(110)与追踪台外环框架(108)的转动轴、追踪台中环框架(109)的转动轴在空间上互相垂直。
3.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：目标台系统包括设置在纵向移动平台机构(106)上的目标台增高机构(112)和设置在其上的目标台基座机构(113)以及设置在目标台基座机构(113)上的自由转动的目标台外环框架(114)，在目标台外环框架(114)上设有能自由转动的目标台中环框架(115)，在目标台中环框架(115)的目标台内环轴(116)上设有目标台负载系统(117)。
4.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：横向直线移动机构(101)包括横向导轨组件(21)，横向导轨组件(21)包括横向结构平台(2101)、横向丝杠支座(2102)和横向丝杠(2103)，横向移动平台机构(104)包括横向丝杠螺母(2104)、横向驱动电机(2105)和横向移动平台(2106)；横向结构平台(2101)固定在地基上，横向丝杠支座(2102)固定在横向结构平台(2101)上，横向丝杠(2103)安装在横向丝杠支座(2102)上，横向驱动电机(2105)安装在横向移动平台(2106)上，横向丝杠螺母(2104)安装在横向驱动电机(2105)上，横向丝杠螺母(2104)与横向丝杠(2103)配合形成螺纹副。
5.根据权利要求4所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：还包括横向滑块(2107)和横向导轨(2108)，横向导轨(2108)安装在横向结构平台(2101)上，横向滑块(2107)安装在横向导轨(2108)上且能沿导轨方向直线移动，横向滑块(2107)固定安装在横向移动平台(2106)上。
6.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：竖向直线移动机构(102)包括竖向导轨组件(22)，竖向导轨组件(22)包括竖向结构平台(2201)、竖向驱动电机(2202)、驱动带轮(2203)、同步带(2204)、随动带轮(2205)、轴承(2206)、轴承支座(2207)和竖向丝杠(2212)；竖向移动平台机构(105)包括竖向移动平台(2210)和竖向丝杠螺母(2211)；竖向结构平台(2201)固定安装在横向移动平台(2106)上，随横向移动平台(2106)在横向上运动，竖向驱动电机(2202)、轴承支座(2207)均固定在竖向结构平台(2201)上；驱动带轮(2203)固定在竖向驱动电机(2202)的转动轴上，随动带轮(2205)固定在竖向丝杠(2212)的顶端，驱动带轮(2203)与随动带轮(2205)通过同步带(2204)连接，竖向丝杠(2212)两端通过轴承(2206)设置在轴承支座(2207)内，竖向丝杠螺母(2211)固定在竖向移动平台(2210)上。
7.根据权利要求6所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：还包括竖向导轨(2208)、竖向滑块(2209)；竖向导轨(2208)固定在竖向结构平台(2201)上，竖向滑块(2209)固定在竖向移动平台(2210)上，竖向滑块(2209)安装在竖向导轨(2208)上，可沿竖向导轨(2208)方向直线移动。
8.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：纵向直线移动机构(103)包括纵向结构平台(2301)、齿条(2302)和纵向导轨(2307)；纵向移动平台机构(106)包括纵向移动平台(2303)、减速器(2304)、纵向驱动电机(2305)、齿轮(2306)和纵向滑块(2308)；纵向结构平台(2301)固定在地基上，可采用浇注方式固定在地基上，齿条(2302)、纵向导轨(2307)安装在纵向结构平台(2301)上，减速器(2304)、纵向滑块(2308)安装在纵向移动平台(2303)上，纵向驱动电机(2305)安装在减速器(2304)输入端，齿轮(2306)安装在减速器(2304)输出端，纵向滑块(2308)安装在纵向导轨(2307)上，能沿纵向导轨(2307)方向直线移动。
9.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：追踪台系统包括追踪转台(24)，追踪转台(24)包括追踪台系座体(2401)、追踪台系外环电机(2402)、追踪台系外环架体(2403)、追踪台系外环轴承(2404)、追踪台系中环电机(2405)、追踪台系中环轴(2406)、追踪台系中环轴承(2407)、追踪台系中环架体(2408)、追踪台系内环电机(2409)、追踪台系内环轴承(2410)、追踪台系内环轴(2411)和追踪台系负载盘(2412)；追踪台系座体(2401)固接在竖向移动平台(2210)上，随竖向移动平台(2210)一起在竖向上移动，追踪台系外环电机(2402)和追踪台系外环轴承(2404)安装在追踪台系座体(2401)上，追踪台系外环架体(2403)设置在追踪台系外环电机(2402)的转子上，且位于追踪台系外环轴承(2404)内圈；追踪台系中环电机(2405)和追踪台系中环轴承(2407)设置在追踪台系外环架体(2403)上，追踪台系中环轴(2406)固接在追踪台系中环电机(2405)的转子上，且位于追踪台系中环轴承(2407)内圈，追踪台系中环架体(2408)设置在追踪台系中环轴(2406)上；
追踪台系内环电机(2409)和追踪台系内环轴承(2410)设置在追踪台系中环架体(2408)上，追踪台系内环轴(2411)安装在追踪台系内环电机(2409)的转子上，且位于追踪台系内环轴承(2410)内圈，追踪台系负载盘(2412)固接在追踪台系内环轴(2411)上。
10.根据权利要求1所述的九自由度运动模拟系统，其特征在于：目标台系统包括目标转台(26)，目标转台(26)包括目标台系座体(2601)、目标台系外环电机(2602)、目标台系外环架体(2603)、目标台系外环轴承(2604)、目标台系中环电机(2605)、目标台系中环轴(2606)、目标台系中环轴承(2607)、目标台系中环架体(2608)、目标台系内环电机(2609)、目标台系内环轴承(2610)、目标台系内环轴(2611)和目标台系负载盘(2612)；目标台系座体(2601)设置在增高结构(25)上，目标台系座体(2601)和增高结构(25)一起随纵向移动平台(2303)运动，目标台系外环电机(2602)和目标台系外环轴承(2604)设置在目标台系座体(2601)上，目标台系外环架体(2603)设置在目标台系外环电机(2602)的转子上且位于目标台系外环轴承(2604)内圈；目标台系中环电机(2605)和目标台系中环轴承(2607)安装在目标台系外环架体(2603)上，目标台系中环轴(2606)安装在目标台系中环电机(2605)转子上且位于目标台系中环轴承(2607)内圈，目标台系中环架体(2608)与目标台系中环轴(2606)固定连接；目标台系内环电机(2609)和目标台系内环轴承(2610)安装在目标台系中环架体(2608)上，目标台系内环轴(2611)设在目标台系内环电机(2609)转子上且位于目标台系内环轴承(2610)内圈，目标台系负载盘(2612)与目标台系内环轴(2611)固定连接。
九自由度运动模拟系统
技术领域
背景技术
的运动能力。这种自由度匹配方式从逻辑上更趋于表达对两体相对自由度的模拟。但是将
过多自由度堆叠在一个模拟器上时，必将引入较多的误差项，使其不易达到较高的相对位
姿精度。
实用新型内容
制造难度，提高了系统的可行性和经济性。
线移动机构正交，横向移动平台机构在横向直线移动机构上直线移动，竖向移动平台机构
在竖向直线移动机构上直线移动，纵向移动平台机构在纵向直线移动机构上直线移动，且
纵向直线移动机构设 置在横向移动平台机构上，在竖向移动平台机构上设有追踪台系统；
在纵向移动平台机构上设有目标台系统；
追踪台中环框架，且追踪台中环框架的转动轴垂直于追踪台外环框架转动轴，在追踪台中
环框架上设有能自由转动的追踪台负载机构，追踪台负载机构的追踪台内环转轴与追踪台
外环框架的转动轴、追踪台中环框架的转动轴在空间上互相垂直；
目标台外环框架上设有能自由转动的目标台中环框架，在目标台中环框架的目标台内环轴
上设有目标台负载系统；
和两个平移自由度，在目标台整个系统上具有三个转动自由度和一个平移自由度，上述即
所谓的“5+4”自由的分配方式；
移动平台；横向结构平台固定在地基上，横向丝杠支座固定在横向结构平台上，横向丝杠安
装在横向丝杠支座上，横向驱动电机安装在横向移动平台上上，横向丝杠螺母安装在横向
驱动电机上，横向丝杠螺母与横向丝杠配合形成螺纹副；
向移动平台在横向上运动，竖向驱动电机、轴承支座均固定在竖向结构平台上；驱动带轮固
定在竖向驱动电机的转动轴上，随动带轮固定在竖向丝杠的顶端，驱动带轮与随动带轮通
过同步带连接，竖向丝杠两端通过轴承设置在轴承支座内，竖向丝杠螺母固定在竖向移动
平台上，竖向移动平台用于安装追踪台系机构；
基上，可采用浇注方式固定在地基上，齿条、纵向导轨安装在纵向结构平台上，减速器、纵向
滑块安装在纵向移动平台上，纵向驱动电机安装在减速器输入端，齿轮安装在减速器输出
端，纵向滑块安装在导轨上，能沿纵向导轨方向直线移动；纵向驱动电机通电转动时，通过
减速器将运动传递给齿轮上，齿轮与齿条形成齿轮副，推动纵向移动平台、纵向滑块、减速
器以及纵向驱动电机沿纵向导轨方向运动；
系中环轴承、追踪台系中环架体、追踪台系内环电机、追踪台系内环轴承、追踪台系内环轴
和追踪台系负载盘；追踪台系 座体固接在竖向移动平台上，随竖向移动平台一起在竖向上
移动，追踪台系外环电机和追踪台系外环轴承安装在追踪台系座体上，追踪台系外环架体
设置在追踪台系外环电机的转子上，且位于追踪台系外环轴承内圈，追踪台系外环电机通
电转动时，驱动追踪台系外环架体在追踪台系外环轴承的约束下转动；追踪台系中环电机
和追踪台系中环轴承设置在追踪台系外环架体上，追踪台系中环轴固接在追踪台系中环电
机的转子上，且位于追踪台系中环轴承内圈，追踪台系中环架体设置在追踪台系中环轴上，
追踪台系中环电机通电转动时，驱动追踪台系中环轴及追踪台系中环架体在追踪台系中环
轴承的约束下转动；追踪台系内环电机和追踪台系内环轴承设置在追踪台系中环架体上，
追踪台系内环轴安装在追踪台系内环电机的转子上，且位于追踪台系内环轴承内圈，追踪
台系负载盘固接在追踪台系内环轴上，追踪台系内环电机通电转动时，驱动追踪台系内环
轴及追踪台系负载盘在追踪台系内环轴承的约束下转动；
系中环轴承、目标台系中环架体、目标台系内环电机、目标台系内环轴承、目标台系内环轴
和目标台系负载盘；目标台系座体设置在增高结构上，目标台系座体和增高结构一起随纵
向移动平台运动，目标台系外环电机和目标台系外环轴承设置在目标台系座体上，目标台
系外环架体设置在目标台系外环电机的转子上且位于目标台系外环轴承内圈，目标台系外
环电机通电转动时，驱动目标台系外环架体在目标台系外环轴承的约束下转动；目标台系
中环电机和目标台系中环轴承安装在目标台系外环架体上，目标台系中环轴安装在目标台
系中环电机转子上且位于目标台系中环轴承内圈，目标台系中环架体与目标台系中环轴固
定连接，目标台系中环电机通电转动时，驱动目标台系中环轴及目标台系中环架体在目标
台系中环轴 承的约束下转动；目标台系内环电机和目标台系内环轴承安装在目标台系中
环架体上，目标台系内环轴设在目标台系内环电机转子上且位于目标台系内环轴承内圈，
目标台系负载盘与目标台系内环轴固定连接，目标台系内环电机通电转动时，驱动目标台
系内环轴及目标台系负载盘在目标台系内环轴承的约束下转动；
加科学合理，通过合理的自由度匹配将误差进行综合匹配，从而使系统达到更高的综合位
姿精度；
108-追踪台外环框架；109-追踪台中环框架；110-追踪台内环转轴；111-追踪台负载机构；
112-目标台增高机构；113-目标台基座机构；114-目标台外环框架；115-目标台中环框架；
116-目标台内环轴；117-目标台负载系统；21-横向导轨组件；22-竖向导轨组件；23-纵向导
轨组件；24-追踪转台；25-增高结构；26-目标转台；2101-横向结构平台；2102-横向丝杠支
座；2103-横向丝杠；2104-横向丝杠螺母；2105-横向驱动电机；2106-横向移动平台；2107-
横向滑块；2108-横向导轨；2201-竖向结构平台；2202-竖向驱动电机；2203-驱动带轮；
2204-同步带；2205-随动带轮；2206-轴承；2207-轴承支座；2208-竖向导轨；2209-竖向滑
块；2210-竖向移动平台；2211-竖向丝杠螺母；2212-竖向丝杠；2301-纵向结构平台；2302-
齿条；2303-纵向移动平台；2304-减速器；2305-纵向驱动电机；2306-齿轮；2307-纵向导轨；
2308-纵向滑块；2401-追踪台系座体；2402-追踪台系外环电机；2403-追踪台系外环架体；
2404-追踪台系外环轴承；2405-追踪台系中环电机；2406-追踪台系中环轴；2407-追踪台系
中环轴承；2408-追踪台系中环架体；2409-追踪台系内环电机；2410-追踪台系内环轴承；
2411-追踪台系内环轴；2412-追踪台系负载盘；2601-目标台系座体；2602-目标系外环电
机；2603-目标台系外环架体；2604-目标台系外环轴承；2603-目标台系外环架体；2605-目
标台系中环电机；2606-目标台系中环轴；2607-目标台系中环轴承；2608-目标台系中环架
体；2609-目标台系内环电机；2610-目标台系内环轴承；2611-目标台系内环轴；2612-目标
台系负载盘。
具体实施方式
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另
有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上
述术语在本实用新型中的具体含义。
向移动平台机构106，三个方向的直线移动系统互相垂直，横向移动平台机构104在横向直
线移动机构101上直线移动，竖向移动平台机构105在竖向直线移动机构102上直线移动，纵
向移动平台机构106在纵向直线移动机构103上直线移动，且纵向直线移动机构103设置在
横向移动平台机构104上，在竖向移动平台机构105上设有追踪台基座机构107，追踪台基座
机构107上设有能自由转动的追踪台外环框架108，在追踪台外环框架108上设有能自由转
动的追踪台中环框架109，且追踪台中环框架109的转动轴垂直于追踪台外环框架108转动
轴，在追踪台中环框架109上设有能自由转动的追踪台负载机构111，追踪台负载机构111的
追踪台内环转轴110与追踪台外环框架108的转动轴、追踪台中环框架109的转动轴在空间
上互相垂直；在纵向移动平台机构106上设有目标台增高机构112和设置在其上的目标台基
座机构113以及设置在目标台基座机构113上的自由转动的目标台外环框架114，在目标台
外环框架114上设有能自由转动的目标台中环框架115，在目标台中环框架115的目标台内
环轴116上设有目标台负载系统117；追踪台部分有三个方向上的转动自由度，直线移动系
统上有三个方向上的平移自由度，目标台部分有三个方向的转动自由度，即在追踪台整个
系统上具有三个转动自由度和两个平移自由度，在目标台整个系统上具有三个转动自由度
和一个平移自由度，上述即所谓的“5+4”自由的分配方式；
台26，横向导轨组件21即为横向直线移动机构101具体的表现形式之一，竖向导轨组件22即
为竖向直线移动机构102具体的表现形式之一，纵向导轨组件23即为纵向直线移动机构103
具体的表现形式之一，追踪转台24即为追踪台基座机构107、追踪台外环框架108、追踪台中
环框架109、追踪台内环转轴110和追踪台负载机构111集成机构的表现形式之一，增高结构
25和目标台26即为目标台增高机构112、目标台基座机构113、目标台外环框架114、目标台
中环框架115、目标台内环轴116和目标台负载系统117集成机构的表现形式之一；
向导轨2108，横向结构平台2101固定在地基上，横向结构平台可采用浇注方式与地基固定，
横向丝杠支座2102固定在横向结构平台2101上，横向丝杠2103安装在横向丝杠支座2102
上，横向导轨2108安装在横向结构平台2101上，横向滑块2107安装在横向导轨2108上且能
沿导轨方向直线移动，横向滑块2107固定安装在横向移动平台2106上，横向驱动电机2105
安装在横向移动平台上2106上，横向丝杠 螺母2104安装在横向驱动电机2105上，随电机转
子转动，同时，横向丝杠螺母2104与横向丝杠2103配合形成螺纹副；横向驱动电机2105通电
转动时，横向丝杠螺母2104随之转动，推动横向移动平台2106及横向滑块2107沿横向导轨
2108方向运动；
2209、竖向移动平台2210、竖向丝杠螺母2211和竖向丝杠2212；竖向结构平台2201固定安装
在横向移动平台2106上，随横向移动平台2106在横向上运动，竖向驱动电机2202、轴承支座
2207、竖向导轨2208均固定在竖向结构平台2201上；驱动带轮2203固定在竖向驱动电机
2202的转动轴上，随动带轮2205固定在竖向丝杠2212的顶端，驱动带轮2203与随动带轮
2205通过同步带2204连接，竖向丝杠2212两端通过轴承2206设置在轴承支座2207内，竖向
滑块2209、竖向丝杠螺母2211固定在竖向移动平台2210上，竖向滑块2209安装在竖向导轨
2208上，可沿竖向导轨方向直线移动，竖向移动平台2210用于安装追踪台系机构；竖向驱动
电机2202通电转动时，通过驱动带轮2203、同步带2204、随动带轮2205将运动传递给竖向丝
杠2212，竖向丝杠2212在轴承2206约束下转动，由于竖向丝杠2212与竖向丝杠螺母2211组
成螺纹副，竖向丝杠2212回转推动竖向移动平台2210、竖向丝杠螺母2211及竖向滑块2209
沿竖向导轨2208方向运动；
结构平台2301固定在地基上，可采用浇注方式固定在地基上，齿条2302、纵向导轨2307安装
在纵向结构平台2301上，减速器2304、纵向滑块2308安装在纵向移动平台2303上，纵向驱动
电 机2305安装在减速器2304输入端，齿轮2306安装在减速器2304输出端，纵向滑块2308安
装在导轨2307上，能沿纵向导轨方向直线移动；纵向驱动电机2305通电转动时，通过减速器
2304将运动传递给齿轮2306上，齿轮2306与齿条2302形成齿轮副，推动纵向移动平台2303、
纵向滑块2308、减速器2304以及纵向驱动电机2305沿纵向导轨2302方向运动；
2406、追踪台系中环轴承2407、追踪台系中环架体2408、追踪台系内环电机2409、追踪台系
内环轴承2410、追踪台系内环轴2411和追踪台系负载盘2412；追踪台系座体2401固接在竖
向移动平台2210上，随竖向移动平台2210一起在竖向上移动，追踪台系外环电机2402和追
踪台系外环轴承2404安装在追踪台系座体2401上，追踪台系外环架体2403设置在追踪台系
外环电机2402的转子上，且位于追踪台系外环轴承2404内圈，追踪台系外环电机2402通电
转动时，驱动追踪台系外环架体2403在追踪台系外环轴承2404的约束下转动；追踪台系中
环电机2405和追踪台系中环轴承2407设置在追踪台系外环架体2403上，追踪台系中环轴
2406固接在追踪台系中环电机2405的转子上，且位于追踪台系中环轴承2407内圈，追踪台
系中环架体2408设置在追踪台系中环轴2406上，追踪台系中环电机2405通电转动时，驱动
追踪台系中环轴2406及追踪台系中环架体2408在追踪台系中环轴承2407的约束下转动；追
踪台系内环电机2409和追踪台系内环轴承2410设置在追踪台系中环架体2408上，追踪台系
内环轴2411安装在追踪台系内环电机2409的转子上，且位于追踪台系内环轴承2410内圈，
追踪台系负载盘2412固接在追踪台系内环轴2411上，追踪台系内环电机2409通电转动时，
驱动追踪台系内环轴2411及追踪台系负载盘2412在追踪台系内环轴承2410的约束下转动；
2606、目标台系中环轴承2607、目标台系中环架体2608、目标台系内环电机2609、目标台系
内环轴承2610、目标台系内环轴2611和目标台系负载盘2612；目标台系座体2601设置在增
高结构25上，目标台系座体2601和增高结构25一起随纵向移动平台2303运动，目标台系外
环电机2602和目标台系外环轴承2604设置在目标台系座体2601上，目标台系外环架体2603
设置在目标台系外环电机2602的转子上且位于目标台系外环轴承2604内圈，目标台系外环
电机2602通电转动时，驱动目标台系外环架体2603在目标台系外环轴承2604的约束下转
动；目标台系中环电机2605和目标台系中环轴承2607安装在目标台系外环架体2603上，目
标台系中环轴2606安装在目标台系中环电机2605转子上且位于目标台系中环轴承2607内
圈，目标台系中环架体2608与目标台系中环轴2606固定连接，目标台系中环电机2605通电
转动时，驱动目标台系中环轴2606及目标台系中环架体2608在目标台系中环轴承2607的约
束下转动；目标台系内环电机2609和目标台系内环轴承2610安装在目标台系中环架体2608
上，目标台系内环轴2611设在目标台系内环电机2609转子上且位于目标台系内环轴承2610
内圈，目标台系负载盘2612与目标台系内环轴2611固定连接，目标台系内环电机2609通电
转动时，驱动目标台系内环轴2611及目标台系负载盘2612在目标台系内环轴承2610的约束
下转动；
理论基础提高了系统精度，即采用的“5+4”的自由度分配形式，通过合理的将误差进行综合
匹配，从而使系统达到更高的综合位姿精度；
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