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JPH0760290B2 - Multi-axis motion simulator - Google Patents
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JPH0760290B2 - Multi-axis motion simulator - Google Patents

Multi-axis motion simulator

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JPH0760290B2
JPH0760290B2 JP1159625A JP15962589A JPH0760290B2 JP H0760290 B2 JPH0760290 B2 JP H0760290B2 JP 1159625 A JP1159625 A JP 1159625A JP 15962589 A JP15962589 A JP 15962589A JP H0760290 B2 JPH0760290 B2 JP H0760290B2
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axis
freedom
cockpit
output shaft
motion
Prior art date
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JP1159625A
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修 岡本
輝臣 中谷
誠三 鈴木
尚明 桑野
義典 坂井
宣治 丹羽
正雄 植草
剛二 伊庭
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、航空機、宇宙往還機、超高速船等の各種モー
ションの模擬、及び多自由度の動きを与えて人間工学上
の体感実験等ができるモーションシミュレータ、特に複
合偏心型電動直接駆動位置決め装置を用いた多自由度を
有するモーションシミュレータに関する。
The present invention can be used for simulating various motions of an aircraft, a space shuttle, an ultra-high speed ship, etc., as well as an ergonomic experience experiment by giving motions with multiple degrees of freedom. The present invention relates to a motion simulator, and more particularly to a motion simulator having multiple degrees of freedom using a composite eccentric type electric direct drive positioning device.

(従来の技術) 一般に、航空機等の開発等で行なうモーションシミュレ
ータは、機体モデル部の各要素試験(例えば風洞試験に
よる空力データ、エンジンデータ等)で得られた物理量
をもとに、機体軸における状態方程式(機体並進運動、
機体回転運動、機体位置等)を解き、それに沿った複雑
な動きを模擬機体に与えることによって行なっている。
航空機や宇宙往還機等のこのように模擬試験を行なう従
来のモーションシミュレータは、駆動制御部のアクチュ
エータとしては専ら油圧シリンダが使用されている。例
えば、最も高度である6軸モーションシミュレータの場
合には、6本の油圧シリンダを用い、2本づつ対になっ
て三角錐上にして、コックピットを支持し、コックピッ
トモジュールに上下、前後、左右の3並進、ピッチ、ロ
ール、ヨーの3モーメントの6自由度の揺動を与えるこ
とができるようになっている。
(Prior Art) Generally, a motion simulator performed in development of an aircraft or the like is based on a physical quantity obtained in each element test (for example, aerodynamic data by a wind tunnel test, engine data, etc.) of an airframe model part, and Equation of state (airframe translation,
(Rotary motion of the machine, position of the machine, etc.) is solved, and complicated movements along it are given to the simulated machine.
In a conventional motion simulator that performs such a simulated test for an aircraft, a space shuttle, etc., a hydraulic cylinder is used exclusively as an actuator of a drive control unit. For example, in the case of the 6-axis motion simulator, which is the highest altitude, six hydraulic cylinders are used, and two pairs of two cylinders are arranged on a triangular pyramid to support the cockpit, and the cockpit module is arranged to move up and down, front and rear, and left and right. It is possible to give swing of 6 degrees of freedom of 3 moments of 3 translation, pitch, roll, and yaw.

(発明が解決しようとする問題点) 従来のモーションシミュレータは、上記の複雑な動きを
6本の油圧シリンダで機体軸(直交座標)運動によって
模擬させるため、機体及び制御が大変複雑である反面、
機体軸運動の範囲が狭い欠点がある。また、6本の油圧
シリンダを2本対に三角錐状に設けてあるため、特定の
姿勢では伸展シャフトに大きな負担がかかる。また、操
縦ミスの場合大きな重力が加わり、伸展シャフトに損傷
を起すことがある。さらに、油圧シリンダアクチュエー
タでは、上下並進動作は比較的容易であるが、各軸心回
りの連続回転運動(スピン)の模擬が不可能である。そ
して、油圧式であるため、アクチュエータの出力が油圧
温度変化によって左右され、出力の安定性に欠け、長時
間の運転と保守点検及び維持費が嵩張る等の問題点を有
している。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional motion simulator, since the complicated movement described above is simulated by the body axis (orthogonal coordinate) movement by the six hydraulic cylinders, the body and control are very complicated, but
There is a drawback that the range of body axis movement is narrow. Further, since the six hydraulic cylinders are provided in a pair of two in the shape of a triangular pyramid, the extension shaft is heavily loaded in a specific posture. In the case of a steering error, a large amount of gravity may be applied, which may damage the extension shaft. Further, in the hydraulic cylinder actuator, the up-and-down translation operation is relatively easy, but the continuous rotation motion (spin) about each axis is impossible to simulate. Further, since it is a hydraulic type, the output of the actuator is affected by the temperature change of the hydraulic pressure, the stability of the output is lacking, and there are problems such as long-time operation, maintenance inspection, and maintenance cost.

本発明は、従来の油圧駆動式モーションシミュレータの
上記欠点を解消することができるモーションシミュレー
タを提供することを目的とするものである。
It is an object of the present invention to provide a motion simulator that can solve the above-mentioned drawbacks of the conventional hydraulic drive type motion simulator.

(問題点を解決するための手段) 本発明のモーションシミュレータは、駆動アクチュエー
タとして、従来の油圧シリンダに代えて、固定シリン
ダ、該固定シリンダに回転自在に軸受される外側偏心ロ
ータ該外側偏心ロータの偏心位置に回転自在に軸受され
た内側偏心ロータ、該内側偏心ロータの偏心位置に出力
軸を有し、前記固定シリンダと外側偏心ロータ間、及び
該外側偏心ロータと内側偏心ロータ間が電動直接駆動モ
ータ機構を構成して、前記出力軸が少なくとも2次元面
内の並進移動とその垂直軸回りの回転運動の3自由度を
有して駆動制御可能である複合偏心型電動直接駆動位置
決め装置を採用することによって上記問題点を解決して
いる。なお、前記複合偏心型電動直接駆動位置決め装置
は、外側偏心ロータに直接内側偏心ロータが軸受される
場合に限らず、外側偏心ロータの内側偏心ロータとの間
に、1以上の偏心ロータを介在させて多段に構成した場
合も含むものである。
(Means for Solving the Problems) The motion simulator of the present invention includes, as a drive actuator, a fixed cylinder instead of a conventional hydraulic cylinder, and an outer eccentric rotor rotatably supported by the fixed cylinder. An inner eccentric rotor rotatably supported in an eccentric position, an output shaft at an eccentric position of the inner eccentric rotor, and electric direct drive between the fixed cylinder and the outer eccentric rotor and between the outer eccentric rotor and the inner eccentric rotor. A composite eccentric type electric direct drive positioning device is used, which constitutes a motor mechanism and is capable of drive control with the output shaft having three degrees of freedom of translational movement in at least a two-dimensional plane and rotational movement about its vertical axis. By doing so, the above problem is solved. The composite eccentric type electric direct drive positioning device is not limited to the case where the inner eccentric rotor is directly supported by the outer eccentric rotor, and one or more eccentric rotors are interposed between the outer eccentric rotor and the inner eccentric rotor. It also includes the case of multi-stage configuration.

即ち、上記目的を達成する第1の発明は、コックピット
と、該コックピットに少なくとも1自由度の動きを与え
る第1駆動装置を介してコックピットを支持する可動フ
レームと、該可動フレームに少なくとも1自由度の動き
を与えることができる第2駆動装置を介して前記可動フ
レームを支持する固定フレームとからなり、前記第1駆
動装置及び第2駆動装置のうち少なくとも1の駆動装置
は、複合偏心回転子を電動直接駆動モータにより回転さ
せ、その出力軸に3自由度の動きを与えることができ
る、複合偏心型電動直接駆動位置決め装置により構成さ
れている。
That is, the first invention for achieving the above object is to provide a cockpit, a movable frame that supports the cockpit via a first drive device that gives the cockpit a movement of at least one degree of freedom, and the movable frame has at least one degree of freedom. And a fixed frame that supports the movable frame via a second drive device capable of giving a motion of at least one of the first drive device and the second drive device, and at least one drive device includes a compound eccentric rotor. It is composed of a composite eccentric type electric direct drive positioning device that can be rotated by an electric direct drive motor and can give its output shaft a movement of three degrees of freedom.

第1駆動装置として、コックピットにX軸又はY軸回り
の回転運動の1自由度の動きを与える回転駆動装置や、
X軸とY軸方向の並進運動、及びZ軸回りの回転運動の
3自由度の動きを与える、複合偏心回転子を電動直接駆
動モータにより回転させる複合偏心型電動直接駆動位置
決め装置等を採用する。
As the first drive device, a rotary drive device that gives the cockpit a movement of one degree of freedom of rotational movement about the X axis or the Y axis,
A composite eccentric type electric direct drive positioning device or the like that rotates a composite eccentric rotor by an electric direct drive motor that provides translational movement in the X-axis and Y-axis directions and rotational movement about the Z-axis is adopted. .

第2駆動装置として、X軸、Y軸及びZ軸方向の並進運
動とZ軸回りの回転運動の4自由度の動きを与えること
ができる複合偏心型電動直接駆動位置決め装置を採用す
ると、コックピットに5自由度の動きを与えることがで
きる。
If a compound eccentric type electric direct drive positioning device capable of imparting four-degree-of-freedom movement of translational motion in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions and rotational motion about the Z-axis is adopted as the second drive device, it becomes 5 degrees of freedom movement can be given.

また、コックピットと、該コックピットに少なくとも1
自由度の動きを与える第1駆動装置を介してコックピッ
トを支持する第1可動フレーム、該第1可動フレームに
少なくとも1自由度の動きを与えることができる第2駆
動装置を介して前記可動フレームを支持する第2可動フ
レーム、該第2可動フレームに少なくとも1自由度の動
きを与えることができる第3駆動装置を介して前記第2
可動フレームを支持する固定フレームからなり、少なく
とも前記第1〜3駆動装置のうち1の駆動装置は、複合
偏心回転子を電動直接駆動モータにより回転させ、その
出力軸に3自由度の動きを与えることができる、複合偏
心型電動直接駆動位置決め装置により構成すれば、さら
に複雑な動きが可能なモーションシミュレータを得るこ
とができる。
Also, a cockpit and at least one in the cockpit
A first movable frame that supports the cockpit via a first driving device that gives a movement with a degree of freedom, and a movable frame that has a second driving device that can give a movement with at least one degree of freedom to the first movable frame. The second movable frame to be supported, and the second movable frame via a third drive device capable of giving at least one degree of freedom of movement to the second movable frame.
At least one of the first to third drive devices includes a fixed frame that supports a movable frame, and at least one of the drive devices rotates a compound eccentric rotor by an electric direct drive motor to give its output shaft a movement of three degrees of freedom. By using the compound eccentric type electric direct drive positioning device capable of performing the above, it is possible to obtain a motion simulator capable of more complicated movement.

前記第1〜3駆動装置のうち少なくとも2の駆動装置に
3自由度の位置決めができる複合偏心型電動直接駆動位
置決め装置を採用すると、コックピットに6自由度の動
きを与えることができる。
If a composite eccentric type electric direct drive positioning device capable of positioning with three degrees of freedom is adopted for at least two driving devices among the first to third driving devices, the cockpit can be moved with six degrees of freedom.

(作用) 本発明で採用される駆動装置としての複合偏心型電動直
接駆動位置決め装置(以下、単に複合偏心位置決め装置
という)は、外側偏心ロータ及び内側偏心ロータの回転
により、出力軸を、夫々の偏心回転が複合されて夫々の
偏心量の和を半径とする平面上の円内の任意の位置に移
動させることができると共に、出力軸をその軸回りに回
転させることができ、出力軸に3自由度の運動を任意に
与えることができる。また、出力軸を例えばボールネジ
機構等によってその軸方向に並進駆動させることによっ
て、X、Y、Z軸方向の並進運動、及び出力軸回りの回
転運動の4軸駆動ができる。
(Function) A composite eccentric type electric direct drive positioning device (hereinafter, simply referred to as a composite eccentric positioning device) as a drive device adopted in the present invention is configured so that the output shafts are respectively rotated by the rotation of the outer eccentric rotor and the inner eccentric rotor. The eccentric rotation can be combined to move to an arbitrary position within a circle on a plane having the sum of the respective eccentric amounts as a radius, and the output shaft can be rotated about that axis. A motion with a degree of freedom can be given arbitrarily. Further, the output shaft is translationally driven in the axial direction by, for example, a ball screw mechanism or the like, whereby four-axis drive of translational motion in the X, Y, and Z axis directions and rotational motion around the output shaft can be performed.

従って、例えば第7図、第8図の実施例を示すように、
第1駆動装置として直接駆動リングモータを、第2駆動
装置として3軸駆動の複合偏心位置決め装置を水平にし
て、第3駆動装置として3軸駆動の複合偏心位置決め装
置を垂直にして採用すれば、コックピットに6自由度の
運動を任意に与えることができ、航空機等の上下、前
後、左右、ピッチ、ロール、ヨー及びスピン等の複雑な
運動を模擬することができる。
Therefore, for example, as shown in the embodiment of FIGS. 7 and 8,
If a direct drive ring motor is used as the first drive device, a three-axis drive compound eccentric positioning device is horizontally used as the second drive device, and a three-axis drive compound eccentric positioning device is vertically used as the third drive device, 6-degree-of-freedom motion can be given to the cockpit, and complicated motions such as up and down, front and back, left and right, pitch, roll, yaw, and spin of an aircraft can be simulated.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described in detail based on drawing.

第1図及び第2図は、駆動装置を構成する複合偏心位置
決め装置の実施例を示し、第1図は4軸複合偏心位置決
め装置、第2図は3軸複合偏心位置決め装置の一例であ
る。第1図において、2は固定フレームを兼ねる固定シ
リンダ、3は該固定シリンダに回転自在に軸受けされる
外側偏心ロータ、4は該外側偏心ロータの偏心位置に回
転自在に軸受けされた内側偏心ロータである。また、5
は内側偏心ロータの偏心位置に軸受けされた出力軸並進
ロータ、6は該出力軸並進ロータに軸方向移動可能に螺
合され、外周部にボールネジ7が形成され、内部が中空
で且つ上部に出力軸のスラスト荷重を軸受けするフラン
ジ8が形成されている出力軸並進ロッドである。9は該
出力軸並進ロッドに回転自在に軸受けされた出力軸であ
る。
1 and 2 show an embodiment of a compound eccentric positioning device that constitutes a drive device. FIG. 1 is an example of a 4-axis compound eccentric positioning device, and FIG. 2 is an example of a 3-axis compound eccentric positioning device. In FIG. 1, 2 is a fixed cylinder that also serves as a fixed frame, 3 is an outer eccentric rotor rotatably supported by the fixed cylinder, and 4 is an inner eccentric rotor rotatably supported at an eccentric position of the outer eccentric rotor. is there. Also, 5
Is an output shaft translation rotor which is eccentrically located in the inner eccentric rotor, 6 is screwed to the output shaft translation rotor so as to be axially movable, and a ball screw 7 is formed on the outer peripheral portion, and the inside is hollow and the output is output to the upper part. It is an output shaft translation rod in which a flange 8 for bearing the thrust load of the shaft is formed. An output shaft 9 is rotatably supported by the output shaft translation rod.

上記各ロータ及び出力軸の嵌合部には、ブラシレスモー
タ等の電動直接駆動モータ101〜104を形成するように、
回転子側に永久磁石11を、固定子側にステータコイル12
を配置してある。従って、第1の電動直接駆動モータ10
1により外側偏心ロータ3が、第2の電動直接駆動モー
タ102により内側偏心ロータ4が、第3の電動直接駆動
モータ103により出力軸並進ロータ5が、第4の電動直
接駆動モータ104により出力軸9が夫々独立して回転駆
動される。
The engaging portion of each rotor and the output shaft, so as to form an electric direct drive motor 10 1 to 10 4, such as a brushless motor,
Permanent magnet 11 on the rotor side and stator coil 12 on the stator side.
Has been placed. Therefore, the first electric direct drive motor 10
1 for the outer eccentric rotor 3, the second electric direct drive motor 10 2 for the inner eccentric rotor 4, the third electric direct drive motor 10 3 for the output shaft translation rotor 5, and the fourth electric direct drive motor 10 4 Thus, the output shafts 9 are independently driven to rotate.

上記の構成により出力軸9は、外側偏心ロータ3及び内
側偏心ロータ4の回転により、夫々の偏心回転が複合さ
れて夫々の偏心量の和を半径とする2次元面上の円内の
任意の位置に移動させることができる。また、出力軸並
進ロータ5が回転すると出力軸並進ロッド6はボールネ
ジ機構によってその軸方向に並進し、出力軸9をその軸
方向の任意の位置に移動させることができる。さらに、
出力軸9は、第4の電動直接駆動モータ104により軸回
りに任意の角度回転させることができる。従って、4軸
複合偏心位置決め装置1の出力軸9は、各電動直接駆動
モータにより、3軸(X、Y、Z)方向の並進移動と、
出力軸(Z軸)回りの回転の4自由度の動きを与えるこ
とができ、4軸の位置決めが任意にできる。
With the above structure, the output shaft 9 is combined with the eccentric rotations by the rotation of the outer eccentric rotor 3 and the inner eccentric rotor 4, and any eccentric rotation is combined with the eccentric amount. Can be moved to a position. When the output shaft translation rotor 5 rotates, the output shaft translation rod 6 is translated in the axial direction by the ball screw mechanism, and the output shaft 9 can be moved to any position in the axial direction. further,
The output shaft 9 may be any angular rotation around the axis by a fourth electric direct drive motors 10 4. Therefore, the output shaft 9 of the four-axis composite eccentric positioning device 1 is translated by three electric direct drive motors in the three-axis (X, Y, Z) directions.
A motion with four degrees of freedom of rotation around the output shaft (Z axis) can be given, and positioning of the four axes can be arbitrarily performed.

第2図の3軸複合偏心位置決め装置15は、第1図のもの
と比較して、出力軸方向の並進運動を有していない。図
中、16が固定シリンダ、17が外側偏心ロータ、18が内側
偏心ロータ、19が出力軸、201〜203が電動直接駆動モー
タである。従って、該位置決め装置15では、2次元面の
並進移動と、出力軸回り回転運動の3自由度を有してい
る。該実施例では、高負荷時の安全のために、各ロータ
の外周部にブレーキ用ディスク211〜213を設け、これに
対応して該ディスクを狭圧する作動子221〜223を駆動す
るアクチュエータ241〜243からなるディスクブレーキ機
構251〜253が適宜数設けられている。複合偏心位置決め
機構を縦の状態で使用するとき、本例のようにブレーキ
機構を設けてあれば、停電等の場合直ちにブレーキが作
動して各ロータの回転位置をその位置で保持することが
でき、シミュレータのペイロードが大きくても、操縦席
をその位置で保持して、落下等の事故を防止することが
できる。
The three-axis compound eccentric positioning device 15 of FIG. 2 does not have a translational movement in the direction of the output shaft as compared with that of FIG. In the figure, 16 is a fixed cylinder, 17 is an outer eccentric rotor, 18 is an inner eccentric rotor, 19 is an output shaft, and 20 1 to 20 3 are electric direct drive motors. Therefore, the positioning device 15 has three degrees of freedom of translational movement in a two-dimensional plane and rotational movement around the output shaft. In this embodiment, for safety at the time of high load, brake discs 21 1 to 21 3 are provided on the outer peripheral portion of each rotor, and correspondingly, actuators 22 1 to 22 3 for narrowing the disc are driven. The appropriate number of disc brake mechanisms 25 1 to 25 3 including actuators 24 1 to 24 3 are provided. When using the composite eccentric positioning mechanism in a vertical position, if a brake mechanism is provided as in this example, the brakes will immediately operate and the rotational position of each rotor can be maintained at that position in the event of a power failure or the like. Even if the payload of the simulator is large, it is possible to hold the cockpit at that position and prevent accidents such as dropping.

なお、同図において、261〜263は各ロータ及び出力軸の
回転角度検出器である。
In the figure, 26 1 to 26 3 is a rotational angle detector of the rotor and the output shaft.

次に以上のような複合偏心位置決め装置を駆動装置とし
て採用してなる本発明のモーションシミュレータの実施
例を説明する。なお、以下に説明する各実施例におい
て、コックピットの運動中心を通る仮想直交座標のX軸
をコックピット前後方向の軸、Y軸を左右方向の軸、Z
軸は上下方向の軸とする。
Next, an embodiment of the motion simulator of the present invention in which the above-described composite eccentric positioning device is adopted as a driving device will be described. In each of the embodiments described below, the X-axis of the virtual Cartesian coordinates passing through the center of motion of the cockpit is the axis in the front-rear direction of the cockpit, the Y-axis is the axis in the left-right direction, and Z is Z.
The axis is the vertical axis.

第3図及び第4図は、5自由度を有する5軸モーション
シミュレータの例を示している。図中、27は、コックピ
ットであり、内部に模擬操縦装置及び視界模擬装置等が
設けられている。該コックピット27は、両側壁からY軸
上に支持軸が突出して、片側の支持軸は単一の電動直接
駆動モータで構成された第1駆動装置28を介して、他端
支持軸は軸受を介して又は直接にU型回転枠状の可動フ
レーム29に回転駆動可能に支持されている。可動フレー
ム29はその底部のZ軸上で、第1図に示すような4軸の
複合偏心位置決め装置で構成される第2駆動装置30を介
して固定フレーム31に支持されている。
3 and 4 show an example of a 5-axis motion simulator having 5 degrees of freedom. In the figure, 27 is a cockpit, in which a simulated control device, a visual field simulation device, etc. are provided. The cockpit 27 has support shafts protruding from both side walls on the Y axis, one support shaft via a first drive device 28 composed of a single electric direct drive motor, and the other support shaft via a bearing. It is rotatably supported by a movable frame 29 in the shape of a U-shaped rotary frame through or directly. The movable frame 29 is supported on the fixed frame 31 on the Z-axis at the bottom of the movable frame 29 via a second drive device 30 composed of a 4-axis compound eccentric positioning device as shown in FIG.

従って、第2駆動装置30が可動フレーム29にX、Y、Z
軸方向に並進運動及びZ軸回りの回転運動θzを与え、
第1駆動装置28はコックピットにY軸回りの回転運動θ
yを与えることができるので、コックピット27は合計5
自由度のモーションシミュレーションが可能である。そ
れにより、航空機等の上下動、前後左右動、ピッチン
グ、ヨーイング、及びスピン等の複雑な運動のシミュレ
ーションができる。また、前記コックピットの可動フレ
ームへの支持をX軸上で行なえば、ピッチングに替えて
ローリングを行なうことができる。そして、X、Y、θ
z、θyの動きは電動直接駆動モータで直接行なうので
高速化ができ、Z軸方向の動きはボールネジを介して行
なうので比較的ゆっくりである。また、その各運動のス
トロークの最大は、X、Y方向の並進運動は複合偏心位
置決め装置の外側偏心ロータ及び内側偏心ロータの偏心
量の和の2倍であり、Z軸方向の並進運動はZ軸ボール
ネジの長さである。又、θz、θyは連続回転が可能で
あるが、通常±180゜以内の使用で必要な動きが十分に
得られ且つ高速運動ができる。
Therefore, the second driving device 30 causes the movable frame 29 to move to X, Y, Z
A translational motion in the axial direction and a rotational motion θz about the Z axis are given,
The first drive device 28 rotates in the cockpit about the Y-axis θ
y can be given, so cockpit 27 has a total of 5
Motion simulation with a degree of freedom is possible. Thereby, it is possible to simulate complicated motions such as vertical movements, front-back movements, left-right movements, pitching, yawing, and spinning of an aircraft or the like. If the cockpit is supported on the movable frame on the X axis, rolling can be performed instead of pitching. And X, Y, θ
Since the movements of z and θy are directly performed by the electric direct drive motor, the speed can be increased, and the movements in the Z-axis direction are relatively slow because they are performed through the ball screw. The maximum stroke of each movement is that the translational movement in the X and Y directions is twice the sum of the eccentricity amounts of the outer eccentric rotor and the inner eccentric rotor of the compound eccentric positioning device, and the translational movement in the Z-axis direction is Z. The length of the axial ball screw. Further, although θz and θy can be continuously rotated, the required movement can usually be obtained and high speed movement can be achieved by using within ± 180 °.

第5図は、5自由度を有する5軸のモーションシミュレ
ータの他の実施例を示す。
FIG. 5 shows another embodiment of a 5-axis motion simulator having 5 degrees of freedom.

本実施例では、コックピット33の底部を、Z軸上で単一
に電動直接駆動モータ34のロータに支持させ、該電動直
接駆動モータ34を円弧型軌道35上を動くリニアモータ36
付きフレームに支持させ、さらに円弧型軌道35を第1図
に示すような複合偏心位置決め装置からなる第2駆動装
置37の出力軸に支持させている。なお、上記実施例にお
いて、電動直接駆動モータ34及びリニアモータ36で第1
駆動装置を構成し、円弧型軌道35が可動フレームを構成
している。
In the present embodiment, the bottom of the cockpit 33 is supported by the rotor of the electric direct drive motor 34 on the Z axis so that the electric direct drive motor 34 moves linearly on the arc-shaped track 35.
A circular frame-shaped orbit 35 is supported on the output shaft of a second drive unit 37 composed of a compound eccentric positioning device as shown in FIG. In the above embodiment, the electric direct drive motor 34 and linear motor 36
The drive device is constituted, and the arcuate orbit 35 constitutes a movable frame.

従って、コックピット33は、第2駆動装置37によるXYZ
方向の並進運動とZ軸回りの回転運動θz、及びモータ
34の設定角θz′が0゜のときの円弧軌道上のリニアモ
ータ36によるY軸回りの回転運動θyができる。またθ
z′=90゜のときには、座軸変更が行なわれてY軸がX
軸に置き換わり、X軸回りの回転運動θxができる。そ
して、モータ34でコックピットの回転運動の初期位置θ
z′を設定し、第2駆動装置37でZ軸回りに回転運動さ
せれば、初期位置でのヨーイングθzを行なうことがで
きる。従って、全体としては5軸の運動であるが、座軸
を変更することにより実質的に6軸の動きをコックピッ
トに与えることができ、前後動、上下動、左右動、ピッ
チング、ローリング、ヨーイングのモーションシミュレ
ーションを行なうことができる。さらにθz′=0゜〜
90゜の範囲においては、X軸又はY軸に所定の角度で交
叉する任意の軸回りの回転ができる。なお、円弧型軌道
に沿っての駆動装置として、リニアモータに代えて、円
弧型ボールネジを採用しても良い。
Therefore, the cockpit 33 is XYZ by the second drive device 37.
Translational movement in direction and rotational movement θz about Z axis, and motor
When the set angle θz ′ of 34 is 0 °, the rotational movement θy about the Y axis can be performed by the linear motor 36 on the circular arc orbit. Also θ
When z '= 90 °, the seat axis is changed and the Y axis is changed to X.
It replaces the axis and can make a rotational movement θx around the X axis. Then, with the motor 34, the initial position θ of the rotational movement of the cockpit
By setting z ′ and rotating the second drive device 37 about the Z axis, yawing θz at the initial position can be performed. Therefore, although it is a movement of 5 axes as a whole, by changing the seat axis, it is possible to give a movement of 6 axes to the cockpit. Motion simulation can be performed. Furthermore, θz ′ = 0 °
In the range of 90 °, rotation about any axis intersecting the X axis or the Y axis at a predetermined angle is possible. Note that an arc-shaped ball screw may be used instead of the linear motor as the driving device along the arc-shaped trajectory.

上記実施例の各運動の最大ストロークは、X、Y、Z軸
方向の並進運動及びθzは上記実施例と同様であるが、
θxはθz′=0゜のときは0゜で、θz′=90゜のと
きはほぼ±30゜である。θyはθz′=0゜のときは+
90゜〜−30゜で、θz′=90゜のときは0゜である。さ
らに、θz′=0゜〜90゜の範囲においては、X軸又は
Y軸に所定の角度で交叉する任意の軸回りの回転ができ
る。
The maximum stroke of each movement in the above-mentioned embodiment is the same as that in the above-mentioned embodiment, although the translational movements in the X, Y, and Z-axis directions and θz are the same as those in the above-mentioned embodiment.
θx is 0 ° when θz ′ = 0 ° and is approximately ± 30 ° when θz ′ = 90 °. θy is + when θz ′ = 0 °
90 ° to −30 °, and 0 ° when θz ′ = 90 °. Further, in the range of θz ′ = 0 ° to 90 °, rotation about an arbitrary axis intersecting the X axis or the Y axis at a predetermined angle is possible.

第6図は、5自由度を有する5軸モーションシミュレー
タのさらに他の実施例である。
FIG. 6 shows still another embodiment of the 5-axis motion simulator having 5 degrees of freedom.

本実施例では、地上に立設された固定フレーム39に第2
図に示すような縦型の3軸の複合偏心位置決め装置から
なる第2駆動装置40を設け、該第2駆動装置の出力軸41
にL型の可動フレーム42を設け、該可動フレーム42の水
平面にさらに水平型の3軸の複合偏心位置決め装置から
なる第1駆動装置43を設け、その出力軸44にコックピッ
ト38が固定されている。
In this embodiment, the second fixed frame 39 is installed on the ground.
A second drive device 40 comprising a vertical type three-axis compound eccentric positioning device as shown in the figure is provided, and an output shaft 41 of the second drive device is provided.
Is provided with an L-shaped movable frame 42, the horizontal plane of the movable frame 42 is further provided with a first drive device 43 composed of a horizontal type three-axis compound eccentric positioning device, and a cockpit 38 is fixed to an output shaft 44 thereof. .

従って、コックピット38は、縦型の3軸複合偏心位置決
め装置によるY、Z軸方向の並進運動とθx(θz=0
゜の時)又はθy(θz=90゜の時)と、さらに横型の
3軸重合偏心位置決め装置によるX、Y軸方向の並進運
動とθzとの合計5軸の運動が与えられるが、前記実施
例と同様に座軸を変更することにより実質的に6軸の動
きを与えることができる。さらにθz=0゜〜90゜の範
囲においては、X軸又はY軸に所定の角度で交叉する任
意の軸回りの回転ができる。各運動の最大ストローク
は、X、Y、Z及びθzは上記実施例と同様であるが、
Y軸方向の並進運動は、両方の位置決め装置によって与
えられるから、X軸の倍となる。同様に座軸を変更する
とX軸方向のストロークがY軸方向のストロークの倍と
なる。即ち、偏心量の和の4倍の大ストロークが得られ
る。θxはθz=0゜のときは±180゜未満で、θz=9
0゜のときは0゜である。また、θyはθz=90゜のと
きは±180゜未満で、θz=0゜のときは0゜である。
Therefore, the cockpit 38 is translated by the vertical type three-axis compound eccentric positioning device in the Y and Z-axis directions and by θx (θz = 0.
5 °) or θy (when θz = 90 °), and a horizontal three-axis overlapped eccentric positioning device for translational motion in the X and Y-axis directions and θz, a total of five axes. By changing the seat axis as in the example, it is possible to give movements of substantially 6 axes. Further, in the range of θz = 0 ° to 90 °, rotation about an arbitrary axis intersecting the X axis or the Y axis at a predetermined angle is possible. The maximum stroke of each movement is the same as that in the above embodiment in X, Y, Z and θz.
The translational movement in the Y-axis is doubled in the X-axis because it is provided by both positioning devices. Similarly, when the seat axis is changed, the stroke in the X-axis direction becomes double the stroke in the Y-axis direction. That is, a large stroke that is four times the sum of the eccentricity amounts can be obtained. θx is less than ± 180 ° when θz = 0 ° and θz = 9
When it is 0 °, it is 0 °. Further, θy is less than ± 180 ° when θz = 90 ° and 0 ° when θz = 0 °.

第7図及び第8図は、6自由度を有する6軸モーション
シミュレータの実施例を示している。
7 and 8 show an embodiment of a 6-axis motion simulator having 6 degrees of freedom.

本実施例装置は、第6図に示す実施例において、コック
ピット46を第3図及び第4図に示すような第1可動フレ
ーム47にY軸回りに単一に電動直接駆動モータからなる
第1駆動装置48を介して回転可能に支持させ、該第1可
動フレーム47を水平型の3軸複合偏心位置決め装置から
なる第2駆動装置49を介してL型の第2可動フレーム50
を支持させている。さらに、第2可動フレーム50を縦型
複合偏心位置決め装置からなる第3駆動装置51を介して
固定フレーム52に支持させている。従って、コックピッ
ト46の基本の動きは、第1駆動装置48によりY軸回りの
回転運動θy、第2駆動装置49によりX、Y軸方向の並
進運動とZ軸の回転運動θz、また第3駆動装置51によ
りY、Z軸方向の並進運動とX軸の回転運動θxの6軸
の動きが可能である。ここでY軸方向はX軸方向の倍動
く事ができる。又、θzを0゜から90゜に回転させる
と、コックピットからみた軸がX軸とY軸に入れ替わ
り、今度はX軸方向がY軸方向の動きの倍移動が可能と
なる。さらに、θz=±0゜〜90゜の範囲ではθxとθ
yの中間の動きが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 6, in the embodiment shown in FIG. 6, the cockpit 46 is a first movable frame 47 as shown in FIG. 3 and FIG. The first movable frame 47 is rotatably supported by a driving device 48, and the first movable frame 47 is an L-shaped second movable frame 50 via a second driving device 49 which is a horizontal three-axis compound eccentric positioning device.
Is supported. Further, the second movable frame 50 is supported by the fixed frame 52 via the third driving device 51 which is a vertical compound eccentric positioning device. Therefore, the basic movement of the cockpit 46 is the rotational movement θy about the Y axis by the first drive device 48, the translational movement in the X and Y axis directions and the rotational movement θz of the Z axis by the second drive device 49, and the third drive. The device 51 is capable of translational movement in the Y and Z axis directions and rotational movement .theta.x in the X axis in six axes. Here, the Y-axis direction can move twice as much as the X-axis direction. Also, when θz is rotated from 0 ° to 90 °, the axis seen from the cockpit is switched to the X axis and the Y axis, and this time, the X axis direction can move twice as much as the Y axis direction. Furthermore, in the range of θz = ± 0 ° to 90 °, θx and θ
Movements in the middle of y are possible.

従って、本実施例によれば、同時に6軸の動きが可能で
あるので、航空機等の前後、左右、ピッチング、ローリ
ング、ヨーイング、スピン及びこれらの複合運動等ある
ゆる動きのシミュレーションが可能である。
Therefore, according to the present embodiment, since 6-axis movements can be performed at the same time, it is possible to simulate loose movements such as front and rear, left and right, pitching, rolling, yawing, spin and a combined movement of these, such as an aircraft.

第9図は、6自由度を有する6軸モーションシミュレー
タの他の実施例を示している。
FIG. 9 shows another embodiment of a 6-axis motion simulator having 6 degrees of freedom.

本実施例装置は、第7図に示す実施例と比較して、コッ
クピット55を円弧軌道の第1可動フレーム56にリニアモ
ータ等の第1駆動装置57を介してY軸回りに回転可能に
支持させている点が相違し、他の構成は同様であるの
で、同一構成部分については同じ符号を付してある。従
って、該実施例装置は第7図に示すものにおいて、θy
のストロークが円弧軌道の範囲(θy=+90゜〜−30゜
位)に限定されるだけで、他の運動は同様である。
Compared with the embodiment shown in FIG. 7, the device of this embodiment supports the cockpit 55 on the first movable frame 56 in an arcuate track so as to be rotatable about the Y axis via a first drive device 57 such as a linear motor. Since the other points are the same and the other configurations are the same, the same reference numerals are given to the same components. Therefore, the device of the embodiment is the same as that shown in FIG.
The stroke is limited to the range of the circular arc trajectory (θy = + 90 ° to -30 °), and other movements are the same.

第10図は、第9図に示すモーションシミュレータの変形
例であり、6自由度を有する6軸モーションシミュレー
タはさらに他の実施例を示している。
FIG. 10 shows a modification of the motion simulator shown in FIG. 9, and a 6-axis motion simulator having 6 degrees of freedom shows still another embodiment.

本実施例装置では、コックピット60を水平型の3軸複合
偏心位置決め装置で構成されている第1駆動装置61の出
力軸で支持し、さらに該第1駆動装置61をリニアモータ
を有する第1可動フレーム62で支持させ、該可動フレー
ムを第2可動フレーム63の円弧軌道64上をリニアモータ
よりなる第2駆動装置65により移動するようになってい
る。さらに、第2可動フレーム63は垂直型の3軸複合偏
心位置決め装置で構成されている第3駆動装置66を介し
て固定フレーム67に支持されている。従って、該実施例
装置は第6図に示すものにおいて、θyの運動が加わっ
たものに相当し、合計6自由度を有する運動ができる。
各軸の最大ストロークは第9図に示す実施例と同様であ
る。以上の各実施例におけるコックピットには、夫々視
覚模擬装置32、45、58、68及び模擬操縦装置を有してい
る。
In the apparatus of this embodiment, the cockpit 60 is supported by the output shaft of the first driving device 61 which is composed of a horizontal type three-axis compound eccentric positioning device, and the first driving device 61 is further movable by a first movable device having a linear motor. The frame 62 is supported, and the movable frame is moved on an arcuate track 64 of the second movable frame 63 by a second drive device 65 composed of a linear motor. Further, the second movable frame 63 is supported by a fixed frame 67 via a third drive device 66 which is composed of a vertical type three-axis compound eccentric positioning device. Therefore, the apparatus of this embodiment is equivalent to the apparatus shown in FIG. 6 to which the movement of θy is added, and the movement having a total of 6 degrees of freedom can be performed.
The maximum stroke of each axis is the same as that of the embodiment shown in FIG. The cockpit in each of the above embodiments has visual simulators 32, 45, 58, 68 and a simulated control device, respectively.

以上、本発明のモーションシミュレータの種々のタイプ
の実施例を示したが、本発明の上記実施例に限定される
ものでなく、特許請求の範囲の記載内で種々の設計変更
が可能であることは言うまでもない。また、本発明のモ
ーションシミュレータは、多自由度の複雑な動きが可能
であり、しかも高精度で応答性に優れ、さらに高負荷に
も安定して作動できる点で、航空機や宇宙機又は高速艇
等の高度なシミュレーションを行なうのに好適である
が、その他の種々な分野におけるモーションシミュレー
タに適用できる。例えば、人間工学や医療分野又は動物
実験の分野等において、人間や動物に種々の動きを与え
てその体感度や影響を測定する体感実験装置として、ま
たは複雑な動きを体感させる遊園地等の娯楽装置等とし
ても適用できる。そして、モーション機構部として、使
用目的に応じて、上記実施例のような電動直接駆動回転
機構に油圧シリンダを組み合わせることも可能である。
Although various types of embodiments of the motion simulator of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments of the present invention, and various design changes are possible within the scope of the claims. Needless to say. Further, the motion simulator of the present invention is capable of complex movements with multiple degrees of freedom, has high accuracy and excellent responsiveness, and can stably operate even under a high load, and therefore, the aircraft, spacecraft, high-speed boat, etc. However, it is applicable to motion simulators in various other fields. For example, in the fields of ergonomics, medical fields, animal experiments, etc., as a sensation experiment device that gives various movements to humans and animals to measure their physical sensitivity and influence, or as an amusement park where people experience complex movements. It can also be applied as a device or the like. As the motion mechanism section, it is also possible to combine a hydraulic cylinder with the electric direct drive rotation mechanism as in the above embodiment, depending on the purpose of use.

(効果) 本発明は、以上のような構成からなり、次のような顕著
な効果を奏する。
(Effect) The present invention is configured as described above, and has the following remarkable effects.

コックピットに動きを与える駆動装置として複合偏心位
置決め装置を採用してあるので、基本的には回転駆動の
みで多自由度の動きを与えることができ、素早い動きが
可能であり、且つ高精度で複雑な動きを与えることがで
きる。また複合偏心位置決め装置の偏心量を大きくする
ことでストロークを大きくすることができ、しかもスト
ロークを大きくしても従来の油圧シリンダ形式のように
駆動部に大きな負荷が作用して損傷することがなく、長
時間の運転に対しても安定して作動し、維持費が飛躍的
に低減する。しかも直接駆動であるから、高トルクが得
られてペイロードを大きくすることができる。また、同
時に多自由度の動きが得られるから。従来のモーション
シミュレータでは得られなかったスピン等の複雑な動き
のシミュレーションも可能である。
Since a compound eccentric positioning device is adopted as a drive device that gives movement to the cockpit, basically it is possible to give movements with multiple degrees of freedom only by rotational drive, and quick movement is possible, and it is highly accurate and complicated. You can give a great movement. Also, the stroke can be increased by increasing the amount of eccentricity of the compound eccentric positioning device, and even if the stroke is increased, there is no damage due to the large load acting on the drive unit unlike the conventional hydraulic cylinder type. , The operation is stable even for long-term operation, and the maintenance cost is drastically reduced. Moreover, since the drive is direct, high torque can be obtained and the payload can be increased. Also, because you can get multiple degrees of freedom movement at the same time. It is also possible to simulate complex movements such as spins, which cannot be obtained with conventional motion simulators.

さらに、請求項4〜6記載のモーションシミュレータの
ように3軸の複合偏心位置決め装置を2個を用いた構成
によれば、X、Y、Z軸方向の並進運動、θx、θy、
θzの回転運動の6自由度の動きが同時に得られ、航空
機等のあらゆる動きを模擬することが可能であり、しか
も、高精度、高応答性、大ストローク、高ペイロードの
極めて高度なモーションシミュレータが得られる。
Further, according to the configuration using two three-axis compound eccentric positioning devices like the motion simulators according to claims 4 to 6, translational motions in the X, Y and Z axis directions, θx, θy,
A 6 degree-of-freedom motion of the rotational motion of θz can be obtained at the same time, and it is possible to simulate all motions of an aircraft and the like. Moreover, an extremely advanced motion simulator with high accuracy, high responsiveness, large stroke, and high payload is provided. can get.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明の実施例を示し、第1図は本発明のモーシ
ョンシミュレータに採用する4軸の複合偏心位置決め装
置の側断面図、第2図は縦型の3軸複合偏心位置決め装
置の側断面図、第3図は5自由度のモーションシミュレ
ータの側面図、第4図はその正面図、第5図は5自由度
のモーションシミュレータの他の実施例の一部断面図を
含む側面図、第6図は5自由度のモーションシミュレー
タのさらに他の実施例の一部断面図を含む側面図、第7
図は6自由度のモーションシミュレータの側面図、第8
図はその正面図、第9図は6自由度のモーションシミュ
レータの他の実施例の一部断面図を含む側面図、第10図
は6自由度のモーションシミュレータのさらに他の実施
例の一部断面図を含む側面図である。 1:4軸複合偏心位置決め装置、2,16:固定シリンダ、3,1
7:外側偏心ロータ、4,18:内側偏偏心ロータ、5:出力軸
並進ロータ、6:出力軸並進ロッド、9,19,41:出力軸、1
0,20,34:電動直接駆動モータ、15:3軸複合偏心型位置決
め装置、27,33,38,46,55,60:コックピット、28,43,48,5
7,61:第1駆動装置、29,42:可動フレーム、30,37,40,4
9,65:第2駆動装置、31,39,52,67:固定フレーム、35,6
4:円弧軌道、47,56,62:第1可動フレーム、50,63:第2
可動フレーム、51,66:第3駆動装置
The drawings show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side sectional view of a 4-axis compound eccentric positioning device used in a motion simulator of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view of a vertical 3-axis compound eccentric positioning device. FIGS. 3 and 4 are side views of a motion simulator having 5 degrees of freedom, FIG. 4 is a front view thereof, and FIG. 5 is a side view including a partial sectional view of another embodiment of the motion simulator having 5 degrees of freedom. FIG. 6 is a side view including a partial cross-sectional view of still another embodiment of the motion simulator with 5 degrees of freedom, FIG.
The figure is a side view of a motion simulator with 6 degrees of freedom, 8th
FIG. 9 is a front view thereof, FIG. 9 is a side view including a partial sectional view of another embodiment of a 6-DOF motion simulator, and FIG. 10 is a part of yet another embodiment of a 6-DOF motion simulator. It is a side view including a sectional view. 1: 4-axis compound eccentric positioning device, 2, 16: Fixed cylinder, 3, 1
7: Outer eccentric rotor, 4, 18: Inner eccentric rotor, 5: Output shaft translation rotor, 6: Output shaft translation rod, 9, 19, 41: Output shaft, 1
0,20,34: Electric direct drive motor, 15: 3-axis compound eccentric positioning device, 27,33,38,46,55,60: Cockpit, 28,43,48,5
7,61: First drive device, 29,42: Movable frame, 30,37,40,4
9,65: Second drive device, 31,39,52,67: Fixed frame, 35,6
4: Circular orbit, 47,56,62: 1st movable frame, 50,63: 2nd
Movable frame, 51, 66: Third drive device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 誠三 東京都三鷹市新川3―8―4 (72)発明者 桑野 尚明 東京都調布市深大寺東町7―43―3 航鷹 寮 (72)発明者 坂井 義典 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 丹羽 宣治 岐阜県各務原市川崎町1番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 植草 正雄 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (72)発明者 伊庭 剛二 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (56)参考文献 特開 平3−59586(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seizo Suzuki 3-8-4 Shinkawa, Mitaka City, Tokyo (72) Inventor Naoaki Kuwano 7-43-3 Jindaiji Higashimachi, Chofu City, Tokyo Kyotaka Dormitory (72) Inventor Yoshinori Sakai 1 Kawasaki-cho, Kakamigahara-shi, Gifu Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Gifu factory (72) Inventor Nobuharu Niwa 1 Kawasaki-cho, Kakamigahara-shi, Gifu Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Gifu factory (72) Inventor Masao Uekusa Toyama, Toyama 20 Ishigane Fujikoshi Co., Ltd. (72) Inventor Goji Inaba Fujikoshi Co., Ltd. 20 Ishigane, Toyama City, Toyama Prefecture (56) Reference JP-A-3-59586 (JP, A)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コックピットと、該コックピットに少なく
とも1自由度の動きを与える第1駆動装置を介してコッ
クピットを支持する可動フレームと、該可動フレームに
少なくとも1自由度の動きを与えることができる第2駆
動装置を介して前記可動フレームを支持する固定フレー
ムとからなり、前記第1駆動装置及び第2駆動装置のう
ち少なくとも一方の駆動装置は、固定シリンダ、該固定
シリンダに回転自在に軸受される外側偏心ロータ、該外
側偏心ロータの偏心位置に回転自在に軸受された内側偏
心ロータ、該内側偏心ロータの偏心位置に出力軸を有
し、前記固定シリンダと外側偏心ロータ間、及び該外側
偏心ロータと内側偏心ロータ間が電動直接駆動モータ機
構を構成して、前記出力軸に少なくとも3自由度を有し
て駆動制御可能である複合偏心型電動直接駆動位置決め
装置により構成され、前記出力軸により前記コックピッ
ト又は前記可動フレームを支持してなることを特徴とす
る多自由度を有する多軸モーションシミュレータ。
1. A cockpit, a movable frame that supports the cockpit via a first drive device that gives movement to the cockpit in at least one degree of freedom, and a movable frame capable of giving movement to at least one degree of freedom. A fixed frame that supports the movable frame via two drive devices, and at least one drive device of the first drive device and the second drive device is rotatably supported by the fixed cylinder and the fixed cylinder. An outer eccentric rotor, an inner eccentric rotor rotatably supported at an eccentric position of the outer eccentric rotor, an output shaft at an eccentric position of the inner eccentric rotor, and between the fixed cylinder and the outer eccentric rotor, and the outer eccentric rotor. An electric direct drive motor mechanism is formed between the inner eccentric rotor and the inner eccentric rotor, and drive control is possible with the output shaft having at least three degrees of freedom. Is constituted by a composite eccentric electric direct drive positioning device, multi-axis motion simulator having multiple degrees of freedom, characterized by comprising supporting the cockpit or the movable frame by the output shaft.
【請求項2】前記第1駆動装置は、コックピットにその
運動中心を通る仮想直交XYZ座標(但し、X軸をコック
ピットの前後方向の軸、Y軸を左右方向の軸、Z軸は上
下方向の軸とする)のX軸又はY軸回りの回転運動の1
自由度の動きを与える回転駆動装置である請求項1記載
の多軸モーションシミュレータ。
2. The first drive device is a virtual orthogonal XYZ coordinate that passes through the center of motion of the cockpit (where X axis is the longitudinal axis of the cockpit, Y axis is the horizontal axis, and Z axis is the vertical direction). 1) of rotational movement about the X or Y axis
The multi-axis motion simulator according to claim 1, wherein the multi-axis motion simulator is a rotary drive device that gives a motion with a degree of freedom.
【請求項3】第1駆動装置は、出力軸が内側偏心ロータ
に回転駆動可能に支持された前記複合偏心型電動直接駆
動位置決め装置により構成され、前記コックピットにX
軸とY軸方向の並進運動、及びZ軸回りの回転運動の3
自由度の動きを与えることができるようになっている請
求項1記載の多軸モーションシミュレータ。
3. A first drive device is constituted by the composite eccentric type electric direct drive positioning device in which an output shaft is rotatably supported by an inner eccentric rotor, and an X-axis is provided in the cockpit.
3 of translational movement in the direction of the axis and Y axis, and rotational movement around the Z axis
The multi-axis motion simulator according to claim 1, wherein the multi-axis motion simulator is configured to be capable of giving a movement with a degree of freedom.
【請求項4】第2駆動装置は、出力軸が内側偏心ロータ
に2次元面内の並進移動、該2次元面に対して垂直移
動、及び該2次元面内に垂直な軸回りの回転可能に支持
された前記複合偏心型電動直接駆動位置決め装置により
構成され、可動フレームにX軸、Y軸及びZ軸方向の並
進運動とZ軸回り回転運動の4自由度の動きを与えるこ
とができるようになっている請求項1記載のモーション
シミュレータ。
4. The second drive device has an output shaft capable of translational movement in a two-dimensional plane with respect to the inner eccentric rotor, vertical movement with respect to the two-dimensional plane, and rotation about an axis perpendicular to the two-dimensional plane. It is constituted by the composite eccentric type electric direct drive positioning device supported by the above, and is capable of imparting to the movable frame four-degree-of-freedom movement of translational motion in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions and rotational motion about the Z-axis. The motion simulator according to claim 1, wherein:
【請求項5】コックピットと、該コックピットに少なく
とも1自由度の動きを与える第1駆動装置を介してコッ
クピットを支持する第1可動フレーム、該第1可動フレ
ームに少なくとも1自由度の動きを与えることができる
第2駆動装置を介して前記可動フレームを支持する第2
可動フレーム、該第2可動フレームに少なくとも1自由
度の動きを与えることができる第3駆動装置を介して前
記第2可動フレームを支持する固定フレームからなり、
少なくとも前記第1〜3駆動装置のうち1の駆動装置
は、固定シリンダ、該固定シリンダに回転自在に軸受さ
れる外側偏心ロータ、該外側偏心ロータの偏心位置に回
転自在に軸受された内側偏心ロータ、該内側偏心ロータ
の偏心位置に出力軸を有し、前記固定シリンダと外側偏
心ロータ間、及び該外側偏心ロータと内側偏心ロータ間
が電動直接駆動モータ機構を構成して、前記出力軸に少
なくとも3自由度を有して駆動制御可能である複数偏心
型電動直接駆動位置決め装置により構成され、前記出力
軸により前記コックピット、前記第1可動フレーム又は
第2可動フレームの何れかを支持してなることを特徴と
する多自由度を有する多軸モーションシミュレータ。
5. A cockpit, a first movable frame that supports the cockpit via a first drive device that gives movement to the cockpit in at least one degree of freedom, and a movement of at least one degree of freedom in the first movable frame. A second supporting device for supporting the movable frame via a second drive device capable of
A movable frame, and a fixed frame for supporting the second movable frame via a third drive device capable of giving at least one degree of freedom to the second movable frame,
At least one of the first to third drive devices is a fixed cylinder, an outer eccentric rotor rotatably supported by the fixed cylinder, and an inner eccentric rotor rotatably supported at an eccentric position of the outer eccentric rotor. An output shaft at an eccentric position of the inner eccentric rotor, an electric direct drive motor mechanism is formed between the fixed cylinder and the outer eccentric rotor, and between the outer eccentric rotor and the inner eccentric rotor, and at least the output shaft is connected to the output shaft. It is composed of a plurality of eccentric type electric direct drive positioning devices having three degrees of freedom and capable of drive control, and the output shaft supports any one of the cockpit, the first movable frame or the second movable frame. A multi-axis motion simulator with multiple degrees of freedom.
【請求項6】第1駆動装置が、コックピットにX軸又は
Y軸回りの回転運動の1自由度の動きを与える回転駆動
装置であり、第2駆動装置が第1可動フレームにX軸及
びY軸方向の並進運動とZ軸回りの回転運動を与えるよ
うに、出力軸が内側偏心ロータに回転駆動可能に支持さ
れた前記複合偏心型電動直接駆動位置決め装置により構
成され、第3駆動装置が第2可動フレームにX軸又はY
軸方向とZ軸方向の並進運動と、X軸又はY軸回りの回
転を与えるように、出力軸が内側偏心ロータに回転駆動
可能に支持された水平型の複合偏心型電動直接駆動位置
決め装置により構成され、前記コックピットにX軸、Y
軸、Z軸方向の並進運動及び各軸回りの回転運動の6自
由度の動きを与えることができる請求項5記載の多軸モ
ーションシミュレータ。
6. A first drive device is a rotary drive device that imparts one degree of freedom of rotational movement about an X-axis or a Y-axis to a cockpit, and a second drive device is an X-axis and a Y-axis on a first movable frame. The output shaft is constituted by the composite eccentric type electric direct drive positioning device in which the output shaft is rotatably drivable by the inner eccentric rotor so as to give a translational motion in the axial direction and a rotary motion about the Z axis. X axis or Y on 2 movable frames
By a horizontal composite eccentric type electric direct drive positioning device in which an output shaft is rotatably driven by an inner eccentric rotor so as to provide translational movement in the axial direction and the Z axis direction and rotation about the X axis or the Y axis. The cockpit is composed of X-axis and Y-axis.
The multi-axis motion simulator according to claim 5, which is capable of imparting translational motion in the directions of the axes and Z-axis and rotational motion about each axis with 6 degrees of freedom.
【請求項7】第1駆動装置が、コックピットにX軸及び
Y軸方向の並進運動とZ軸回りの回転運動を与えるよう
に、出力軸が内側偏心ロータに回転駆動可能に支持され
た水平型の複合偏心型電動直接駆動位置決め装置により
構成され、第2駆動装置が、X軸又はY軸回りの回転運
動の1自由度の動きを与える回転駆動装置であり、第3
駆動装置が第2可動フレームにX軸又はY軸方向とZ軸
方向の並進運動と、X軸又はY軸回りの回転を与えるよ
うに出力軸が内側偏心ロータに回転駆動可能に支持され
た水平型の複合偏心型電動直接駆動位置決め装置により
構成され、前記コックピットにX軸、Y軸Z軸方向の並
進運動及び各軸回りの回転運動の6自由度の動きを与え
ることができる請求項5記載の多軸モーションシミュレ
ータ。
7. A horizontal type in which an output shaft is rotatably supported by an inner eccentric rotor so that the first drive device imparts translational motion in the X-axis and Y-axis directions and rotational motion about the Z-axis to the cockpit. And the second driving device is a rotary driving device that imparts one degree of freedom of rotational movement about the X-axis or the Y-axis.
The output shaft is rotatably supported by the inner eccentric rotor so that the drive device imparts translational movement in the X-axis or Y-axis direction and Z-axis direction to the second movable frame and rotation about the X-axis or Y-axis. 6. A composite eccentric type electric direct drive positioning device, which is capable of imparting 6-degree-of-freedom movement of translational motion in the X-axis and Y-axis Z-axis directions and rotational motion about each axis to the cockpit. Multi-axis motion simulator.
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