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動感平臺簡介
各主要部分簡述如下:
本設備主要由以下部分組成:運動上平臺、下平臺(基座)、電動缸及伺服電機、驅(qū)動器系統(tǒng)、綜合控制及監(jiān)測系統(tǒng)。
各自功能如下:
上平臺:是有效載荷的安裝基面,提供六自由度的搖擺運動。
下平臺:是六自由度搖擺臺的安裝基面,需要承受足夠大的沖擊力。
電動缸及伺服電機:通過控制電動缸活塞桿的行程,實現(xiàn)運動平臺臺體的六自由度運動,共6套。
驅(qū)動器系統(tǒng):接收用戶控制指令,通過控制伺服電機的輸入,對伺服電機的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角進行控制,6D動感平臺定制,達到控制電動缸活塞桿出速度和行程的目的,共6套。
綜合控制監(jiān)測系統(tǒng):硬件為用戶計算機,軟件為研制方配合開發(fā);同時,它還對平臺的運動過程進行監(jiān)測,預防和處理系統(tǒng)的異常情況。

6D動感平臺
在航空航天、工業(yè)自動化等領域有很多承受復雜交變載荷的重要結(jié)構(gòu)件,為保證設備的長時間穩(wěn)定運行,需要在結(jié)構(gòu)件裝配工作之前進行多自由度加載疲勞測試。六自由度加載平臺的任務便是來模擬試件運行過程中的受力環(huán)境,對保證試件運行的、穩(wěn)定性有非常重要的作用。本設計對基于六自由度并聯(lián)機構(gòu)的加載平臺進行了研究。
本文首先介紹了六自由度加載平臺基本原理與結(jié)構(gòu)組成,對六自由度并聯(lián)機構(gòu)進行數(shù)學建模和位姿正解/逆解的推導。然后使用 Matlab 和 Autodesk Inventor 建立了六自由度加載平臺的機械結(jié)構(gòu)模型,并對其進行運動,實現(xiàn)了單自由度、多自由度運動情況下位姿逆解、位置式 PID 控制、位姿迭代求正解和工作空間求解等。
之后,根據(jù)設計需求對機電系統(tǒng)(電機、伸縮桿、力傳感器等部件)、控制系統(tǒng)(上位機控制系統(tǒng)、下位機控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng))進行了機電元器件選型,完成了基于STM32的六自由度加載平臺控制系統(tǒng)的硬件、軟件和界面(GUI)設計,實現(xiàn)了控制系統(tǒng)與Matlab平臺控制與通信、力傳感器信號調(diào)理與、伺服電機數(shù)據(jù)與閉環(huán)控制、系統(tǒng)運行狀態(tài)檢測與預警等功能。
本設計綜合了機械建模、數(shù)學建模、運動、Simulink 、電路設計、嵌入式軟件設計對六自由度加載平臺進行了研究,完成了六自由度加載平臺電氣系統(tǒng)的設計與調(diào)試準備,為今后的六自由度加載平臺實物調(diào)試奠定了一定基礎。

6D動感平臺如何定義
物體在空間具有六個自由度,即沿x、y、z三個直角坐標軸方向的移動自由度和繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動自由度。因此,要完全確定物體的位置,6D動感平臺價格,就必須清楚這六個自由度。任何一個沒有受約束的物體,在空間均具有6個獨立的運動。
六自由度運動平臺是由六支作動筒,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,借助六支作動筒的伸縮運動,完成上平臺在空間六個自由度(X,Y,Z,6D動感平臺,α,β,γ)的運動,從而可以模擬出各種空間運動姿態(tài)。
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、模擬器以及動感電影、娛樂設備等領域,甚至可用到空間飛船的對接,空中加油機的加油對接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)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(shù)學模型、實時信號傳輸處理、圖形顯示、動態(tài)等等一系列高科技領域,因而六自由度運動平臺的研制變成了高等院校、研究院所在液壓和控制領域水平的標志性象征。

