六自由度平台在游乐设施中的应用

六自由度平台在游乐设施中的应用

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【概要描述】物体在空间具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕x、y、z三个直角坐标轴的转动自由度。六个自由度中的三个移动自由度是通过平移来控制的。平移是对象在3D空间中沿Z轴(上下)、X轴(左右)和Y轴(前后)的运动。线性平移自由度通过定义原点或基准参考系来控制,它们应该分别相互垂直。六个自由度中的三个旋转自由度是通过旋转来控制的。旋转对象在3D空间中沿U轴(俯仰)、V轴(滚动)和W轴(偏航),类似于3个线性平移自由度,旋转自由度将相互垂直。

六自由度平台在游乐设施中的应用

【概要描述】物体在空间具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕x、y、z三个直角坐标轴的转动自由度。六个自由度中的三个移动自由度是通过平移来控制的。平移是对象在3D空间中沿Z轴(上下)、X轴(左右)和Y轴(前后)的运动。线性平移自由度通过定义原点或基准参考系来控制,它们应该分别相互垂直。六个自由度中的三个旋转自由度是通过旋转来控制的。旋转对象在3D空间中沿U轴(俯仰)、V轴(滚动)和W轴(偏航),类似于3个线性平移自由度,旋转自由度将相互垂直。

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物体在空间具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕x、y、z三个直角坐标轴的转动自由度。六个自由度中的三个移动自由度是通过平移来控制的。平移是对象在3D空间中沿Z轴(上下)、X轴(左右)和Y轴(前后)的运动。线性平移自由度通过定义原点或基准参考系来控制,它们应该分别相互垂直。六个自由度中的三个旋转自由度是通过旋转来控制的。旋转对象在3D空间中沿U轴(俯仰)、V轴(滚动)和W轴(偏航),类似于3个线性平移自由度,旋转自由度将相互垂直。六自由度运动平台是由六支作动筒,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六支作动筒的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。六自由度平台广泛地应用于误差补偿装置、工业机械手、空间对接技术、飞行模拟驾驶舱、地震模拟体验台等重载荷和大加速度的应用场合。

六自由度平台驱动方式分为三种:气动平台、液压平台、电动平台。

1.气动平台

关键部件为气压缸、气动电磁阀和空压机。其具有结构简单,耗电适中,价格低廉,无污染,动作响应速度快,工作可靠,便于维护,寿命长,适应温度范围广。缺点是动力较小、噪声大、平台运行速度不均匀等。

2.液压平台

关键部件为液压缸、液压电磁阀(可分为开关阀和比例阀两类)和液压泵站。动力在三者中最大,适用于高载的情况。其价格中等、动作相对气动平台来说要缓和,噪音低。

3.电动平台

关键部件为电动缸、减速机、伺服电机、伺服电机驱动器、运动控制卡等,一般有三自由度和六自由度两种。动力大小仅次于液压平台。其具有响应速度快,灵敏度高,控制精确,结构简单,可靠性高,噪音小,清洁卫生,便于维护。唯一缺点就是控制电路复杂,成本较高。

博人文化科技自主研发的六自由度平台,也大量运用到了公司很多高端文旅装备项目上,用做主要运动部件,博人六自由度运动平台,通过六套同等规格的伺服电缸并联连接而成,伺服电缸的首、尾为虎克铰设计,虎克铰拥有两个方向的回转自由度,具体模型如图所示。如图所示,伺服电缸在其行程范围内设置有上限位传感器及下限位传感器,当伺服电感缸行程超过设定的有效行程时,触发上/下限位传感器信号,伺服电缸将停止运行,以避免发生极限位冲击。此外,伺服电缸驱动电机内含绝对值型编码器,保证实时检测、记录伺服电缸的实际速度、行程、位置,从而确保动感平台能根据场景、影片内容实时、准确地完成各种动作。伺服电缸的首、尾都设置有虎克铰,其中上虎克铰通过螺栓与上平台连接,下虎克铰通过螺栓与地面或基础面连接固定。博人六自由度平台,主要运用在以下3大类游乐设置中,接下来就由小博来为您详细介绍一下吧!

1.动感仓

封闭式动感舱是基于动感平台制作的,由登舱机构进入和退出动作完成体验和上下客。游客置身于安全座舱内,可以与弧幕、球幕技术相结合,沉浸式体验深海探秘,异星历险等场景。例如博人科技武汉华侨城欢乐天际的潜艇动感舱项目:项目中的潜艇动感舱动感模拟器高科技乘骑设备,就是建立在六自由度平台上方的,项目是以游客乘坐潜艇,由海面潜入深海,体验海洋的深邃,探索深海中不被人熟知的神奇海洋生物,经历一场沉浸式惊心动魄的奇妙之旅。六自由度平台为潜艇动感舱的核心运动部件,主体包括6套同等规格参数的伺服电动缸;舱体为潜艇动感舱的主体结构,提供了承载游客、挂载音响及安装其他功能附件的作用,六自由度平台通过六套伺服电动缸驱动,实现上下升降、前后平移、左右平移、左右摇摆、前后俯仰、偏航六个自由度的运动以及中低频振动。在六自由度平台结合影片的联动下,潜艇动感舱不同角度的视觉效果:敞开式动感舱:游客置身安全座舱,置身于巨幕(双曲幕、异形幕)的包裹中,全沉浸体验深海探秘、异星历险等场景,将观众感官体验无限扩大,完全沉浸其中,观众将跟随精彩的故事情节,经历一场激动人心的旅程!敞开式动感舱由6自由度动感平台和敞开式主题化设计的安全座舱组成。可为游客带来立体全面的丰富感官冲击和欲罢不能的惊险体验。博人穿越飞船项目,其中的主要运动部件,六自由度运动平台:是由六支折反式伺服电动缸,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六只伺服电动缸(执行器)的伸缩运动,在各电缸的协同作用下,实现六自由度动作,分别为上下升降运动、左右平移运动、前后平移运动、前后俯仰运动、左右摇摆运动及绕中心偏航运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。2.多自由度轨道车

多自由度轨道车:将六自由度平台安装在一个可以沿轨道移动的行车平台上,在六自由度的上方安装安全座舱,它将现代娱乐项目中的3D电影、动感运动车、灾难仿真、特技表演等,当今国际主流娱乐技术集成在一起,游客通过乘坐动感运动车,穿梭在真实场景和立体影片构成的幻境之间,恍若进入游戏的真实场景,身临其境。

例如博人科技的恐龙园黑暗乘骑项目,其中的全包裹式体验舱,其动感方式也包含六自由度平台。带来的视觉体验效果如下图:

博人科技在多自由轨道车项目中有丰富的经验,以下为集结号多自由轨道车的部分实拍案例图、效果图:

3.飞行影院将六自由度平台侧立式安装在一个基座上,其前方安装动感座椅,基座由推出机构将游客从上下客区推至球幕体验区,安全座舱在六自由度平台的驱动之下,可产生六个自由度的动作,分别是上下平移、前倾、翻滚、扭转、左右平移及前后平移;另外也可更进一步搭配风、水雾及气味等特殊效果,让乘客得到身历其境的惊喜与乐趣。推出式飞行影院具有对建筑层高要求低,节约建筑成本的优点。博人飞行影院,创立了了独特的侧立式飞行影院,相比与其他公司的飞行影院,具有很大的优势:1、侧立式六自由度方式具有创新性,目前市面上这种侧立式的少见。2、侧立式六自由度对建筑的层高要求低,可以节省更多的建筑成本。3、侧立式六自由度平台的布置更便于检修、检查。4、当多层设备组合体验时,因其本身的高度较低,可以布置更多套设备,载客量增加;且能增加游客的视野范围,更多的游客可以靠近银幕中心,增加体验感。博人飞行影院的六自由度飞行影院运动角度如下图所示:博人飞行影院新疆伊犁项目实拍图:VR飞行影院产品是基于推出式飞行影院的小型化产品。通过头戴式VR体验繁华都市与大好河山,辅以震撼的音效与带有主题香味的徐徐微风,游客置身其中视线完全被VR画面包裹,营造出全沉浸式观影体验。是国际一流主题公园必备的超人气项目。博人科技与时俱进,将助力推进国内游乐项目升级质变,引领更具体验感的游乐项目风向标。

江苏博人文化科技有限公司创立于2017年,坐落于江苏省常州市武进高新技术开发区津通国际工业园,主要面向主题公园、特色文旅小镇、商业综合体(家庭娱乐中心)、主题场馆等客户群体,提供项目创意、策划、深化设计、高科技游乐设备、系统集成、安装调试、运维管理等专业化服务,致力于打造娱乐机器人、高科技游乐设施、家庭娱乐中心(FEC)等创新型产品。

 

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