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EASYNEW電動缸在六自由度平臺上的應用

六自由度運動平臺是用于飛行器、運動器(如飛機、車輛)模擬訓練的動感模擬裝置,是一種并聯(lián)運動機構(gòu),它通過改變6個可以伸縮的電動缸來實現(xiàn)平臺的空間六自由度運動(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)運動,以及這些自由度的復合運動。

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EASYNEW電動缸六自由度運動平臺是新技術(shù)的應用,平臺具有清潔、整潔等優(yōu)點,特別是運動精度方面,更是液壓運動平臺無法比擬的,故該平臺廣泛應用于武器研發(fā)、數(shù)控機床、醫(yī)療手術(shù)、航天對接等領(lǐng)域。

六自由度平臺具有以下特點:

(1) 六自由度平臺由6個缸同時支撐,與串聯(lián)機構(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)機構(gòu)高的承載能力;

(2) 串聯(lián)機構(gòu)末端件上的誤差是各個關(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)機構(gòu)的六自由度平臺沒有誤差積累和放大,因此誤差小、精度高;

(3) 六自由度平臺采用對稱式結(jié)構(gòu),各向同性好;

(4) 在位置求解方面,串聯(lián)機構(gòu)求正解容易,但求反解十分困難,而采用并聯(lián)機構(gòu)的六自由度平臺求正解困難,求反解卻非常容易。在線實時計算時是要求反解,相比之下,并聯(lián)機構(gòu)容易實現(xiàn)。

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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)動器,驅(qū)動器將信號放大后控制電機運動,進而帶動電動缸運動,并最終使臺體實現(xiàn)各種姿態(tài)。包括工控機、運動控制卡、伺服驅(qū)動器、伺服電機、電阻尺及相關(guān)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(qū)動,進行橫滾、偏航、俯仰三個姿態(tài)和X、Y、Z平移共6個自由度的運動。

電動缸具有傳動效率高、應用范圍廣、定位精度高、靜音運行、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、可靠性和安全性高、運行平穩(wěn)、使用壽命長等優(yōu)點。

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附:六自由度平臺的發(fā)展

1965年,英國工程師Stewar提出六軸并聯(lián)式空間機構(gòu);

70年代初,美國出現(xiàn)六自由度并聯(lián)機構(gòu)運動平臺的飛行模擬器并制定系統(tǒng)標準。自此,六自由度運動平臺趨向標準化、系列化生產(chǎn)階段;

1978年,澳大利亞機構(gòu)學專家Hunt.KH提出平臺機構(gòu)用作并聯(lián)機器人的主要機構(gòu);

Mac.Callion 和Pham在1979年首次利用六自由度平臺機構(gòu)設計出裝配機器人,拉開了并聯(lián)機器人研究的序幕;

進入80年代以后,六自由度運動平臺越來越廣泛的應用于機器人、并聯(lián)機床、空間對接技術(shù)、航空航海設備、搖擺模擬以及娛樂設施上。

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