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六自由度電動伺服搖擺臺模擬仿真平臺體驗

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      六自由度運動平臺,由于有極為廣闊的應用前景,六自由度運動平臺是由六支油缸,上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個平臺組成,下平臺固定在基礎上,借助六只油缸的伸縮運動,完成上平臺在空間六個自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運動,從而可以模擬出各種空間運動姿態,可廣泛應用到各種訓練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、直升機起降模擬平臺、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設備等領域。

  在加工業可制成六軸聯動機床、靈巧機器人等。由于六自由度運動平臺的研制,涉及機械、液壓、電氣、控制、計算機、傳感器,空間運動數學模型、實時信號傳輸處理、圖形顯示、動態仿真等等一系列高科技領域。

  Stewart六自由度并聯平臺最初是由德國學者Stewart提出的,相比串聯機構其有以下優點:具有高剛度且結構比串聯式穩定:并聯機構定位準確,承載能力強,動態特性好;在實時計算控制時,并列式結構反解容易實現。Stewart六自由度并聯平臺從誕生以來其各種形式及結構被廣泛用于減振及精確定位領域。由于Stewart平 臺結構的復雜性,國內外學者對其運動學和動力學特性進行了廣泛研究。Afzali-Far等 人研究了對稱式結構的Stewart并聯平臺的阻尼減振控制,并設計和研究了Stewart的動力學特性。Zhao等人研究了 并聯平臺的逆向運動學和剛體動力學特性,通過仿真平臺得到了平臺的速度、加速度、力矩等特性。六自由度運動平臺系統由測試軟件部分系統、電控制系統、動力電源系統、運動平臺機械本體組成。

  軟件部分主要包括用戶界面程序、伺服算法程序、PID參數設置程序等。用戶界面程序采用VS C#編寫,界面友好,使用方便,可以接收用戶的鼠標和鍵盤輸入,設置工作的模式,運動的曲線類型等(正弦、連續、圓弧等),可以接收外部的指令,使平臺在跟隨狀態下運行。電控部分的作用是接收控制系統輸出的指令數據,并將其傳輸給伺服驅動器,驅動器將信號放大后控制電機運動,進而帶動電動缸運動,并最終使平臺實現各種姿態。包括工控機、伺服驅動器、伺服電機及相關電器元件等。
  機械部分用于支撐負載,包括上平臺、上連接鉸、下連接鉸、電動缸、支撐架、底座等。平臺由電動缸驅動,進行橫滾扁航、俯仰三個姿態和X、Y、 Z平移共六個自由度的運動。

  并聯機器人的研究受到許多學者的關注。美國、日本先后有Roney、Ficher 、Duffy 、Sugimoto等一批學者從事研究,英國、德國、俄羅斯等一些歐洲國家也在研究。國內燕山大學的黃真教授自1982年以來在美國參加了此項內容的研究,并于1983年取得了突破性進展。迄今為止,并聯機構的樣機各種各樣,包括平面的、空間不同自由度的、不同布置方式的、以及超多自由度并串聯機構。大致來說,60年代曾用來開發飛行模擬器,70年代提出并聯機器手的概念,80年代來開始研制并聯機器人機床,90年代利用并聯機構開發起重機,日本的田和雄、內山勝等則用串聯機構開發宇宙飛船空間的對接器。


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南京全控航空科技有限公司

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主營產品:三/六自由度運動仿真平臺,賽車/飛行游戲平臺,地震仿真平臺,虛擬仿真模擬平臺

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