六自由度運(yùn)動(dòng)仿真模擬平臺(tái)系統(tǒng)由Stewart機(jī)構(gòu)的六自由

度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等組成。六自由度

運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的下平臺(tái)安裝在地面上，上平臺(tái)為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，它由

六只電動(dòng)缸支承，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與電動(dòng)缸采用六個(gè)虎克鉸連接，

電動(dòng)缸與固定基座采用六個(gè)虎克鉸連接，六只電動(dòng)缸采用伺

服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)缸。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)控制電動(dòng)缸

的行程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，即笛卡爾坐標(biāo)

系內(nèi)的三個(gè)平移運(yùn)動(dòng)和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。                    

伺服電動(dòng)缸在六自由度平臺(tái)上的應(yīng)用

　六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是用于飛行器、運(yùn)動(dòng)器(如飛機(jī)、車輛)模擬訓(xùn)練的動(dòng)感模擬裝置，是一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它通過改變6個(gè)可以伸縮的電動(dòng)缸來實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的空間六自由度運(yùn)動(dòng)(垂直向、橫向、縱向、俯仰、滾轉(zhuǎn)、搖擺)，即X、Y、Z方向的平移和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及這些自由度的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。

　　六自由度平臺(tái)具有以下特點(diǎn)：

　　(1) 六自由度平臺(tái)由6個(gè)缸同時(shí)支撐，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)的懸臂梁相比，剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在相同的自重或體積下有比串聯(lián)機(jī)構(gòu)高的承載能力;

　　(2) 串聯(lián)機(jī)構(gòu)末端件上的誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)誤差的積累和放大，因而其精度低，誤差大，而采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度平臺(tái)沒有誤差積累和放大，因此誤差小、精度高;

　　(3) 六自由度平臺(tái)采用對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，各向同性好;

　　(4) 在位置求解方面，串聯(lián)機(jī)構(gòu)求正解容易，但求反解十分困難，而采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度平臺(tái)求正解困難，求反解卻非常容易。在線實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)是要求反解，相比之下，并聯(lián)機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)。

　　軟件部分主要包括用戶界面程序、伺服算法程序、PID參數(shù)設(shè)置程序等。

　　電控部分的作用是接收控制系統(tǒng)輸出的指令數(shù)據(jù)，并將其傳輸給伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)放大后控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)，并最終使臺(tái)體實(shí)現(xiàn)各種姿態(tài)。包括工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電阻尺及相關(guān)電器元件等。

　　機(jī)械部分用于支撐負(fù)載，包括上平臺(tái)、上連接鉸、下連接鉸、電動(dòng)缸、支撐架、底座等。平臺(tái)由電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行橫滾、偏航、俯仰三個(gè)姿態(tài)和X、Y、Z平移共6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。

　　在六自由度平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，伺服電動(dòng)缸省略了中間的能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，電機(jī)直接產(chǎn)生力和力矩，運(yùn)動(dòng)過程確定高效。它具有體積小、響應(yīng)靈敏、使用方便、成本低的優(yōu)點(diǎn)，不需要復(fù)雜的管道系統(tǒng)。

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