一、概述:
六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是由六支可伸縮電缸,上、下各六只萬向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺(tái)組成,下平臺(tái)固定在基礎(chǔ)上,借助六支作動(dòng)筒的伸縮運(yùn)動(dòng),完成上平臺(tái)在空間六個(gè)自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運(yùn)動(dòng),從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)??蓮V泛應(yīng)用到各種訓(xùn)練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機(jī)起降模擬平臺(tái)、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(dòng)感電影、娛樂設(shè)備等領(lǐng)域,甚至可用到空間*飛船的對(duì)接,空中加油機(jī)的加油對(duì)接中。在加工業(yè)可制成六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、靈巧機(jī)器人等。由于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研制,涉及機(jī)械、液壓、電氣、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器,空間運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型、實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸處理、圖形顯示、動(dòng)態(tài)仿真等等一系列高科技領(lǐng)域,因而六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研制變成了高等院校、研究院所在液壓和控制領(lǐng)域水平的標(biāo)志性象征。六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是傳動(dòng)及控制技術(shù)領(lǐng)域的皇冠級(jí)產(chǎn)品,掌握了它,在傳動(dòng)和控制領(lǐng)域基本上就沒有了難題。
1)六自由度
2)平臺(tái)類型為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
依據(jù)特定的軌跡完成平臺(tái)在空間六個(gè)自由度(X、Y、Z、α、β、γ)的運(yùn)動(dòng),從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。
3)傳動(dòng)絲杠為超精密磨制滾珠絲杠,精度級(jí)別C9
伺服電動(dòng)缸是將伺服電機(jī)與傳動(dòng)絲杠一體化設(shè)計(jì)的模塊化產(chǎn)品,將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過絲杠-螺母?jìng)鲃?dòng)副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)將伺服電機(jī)的特點(diǎn):*的轉(zhuǎn)速控制、*的轉(zhuǎn)數(shù)控制和*的扭矩控制轉(zhuǎn)變成:*的速度控制、*的位置控制和*的推力控制,實(shí)現(xiàn)了高精度直線運(yùn)動(dòng)控制的全新革命性產(chǎn)品。
特點(diǎn):
(1)、摩擦損失小、傳動(dòng)效率高:由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滑動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。
(2)、精度高:滾珠絲杠副一般是用**高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的,特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制,由于*的品質(zhì)管理體制使精度得以充分*。
(3)、高速進(jìn)給和微進(jìn)給可能:滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能*實(shí)現(xiàn)*的微進(jìn)給。
(4)、軸向剛度高:滾珠絲杠副可以加與預(yù)壓,由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí),由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。
(5)、不能自鎖、具有傳動(dòng)的可逆性
伺服電動(dòng)缸特點(diǎn):
1、結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小,安裝使用方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,噪音低,壽命長。
2、高速度,根據(jù)導(dǎo)程的大小*高線速度達(dá)20000mm/sec,*大加速度可達(dá)12m/s2。
3、*的位置控制,重復(fù)定位精度可達(dá)0.01mm。
4、增加外部位移傳感器(如光柵尺)控制精度可達(dá)0.005mm。
5、可以任意設(shè)定速度波形,實(shí)現(xiàn)高速平穩(wěn)無沖擊運(yùn)行,控制精度可達(dá)0.5%。
6、*的扭推力控制,增加扭推拉力傳感器后控制精度可達(dá)0.05%。
7、采用梯形絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠的傳動(dòng)方式,*率不自鎖。
二、平臺(tái)機(jī)械參數(shù):
機(jī)械的參數(shù)的標(biāo)定和動(dòng)力學(xué)的準(zhǔn)確建???直接的反映出行為人真實(shí)體感和姿態(tài)研究算法的合理性。
三、*功能
1、機(jī)械*系數(shù):*大有效負(fù)載:3000KG,額定負(fù)載1000KG。
2、使用*功能:驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的六個(gè)電動(dòng)缸均配有上下極限位置限位開關(guān),碰到限位開關(guān)時(shí)系統(tǒng)會(huì)斷電抱閘,使平臺(tái)處于停止鎖定狀態(tài)。
四、控制系統(tǒng)要求:
控制器:
控制部分是由控制器、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏、示例算法以及該設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)源代碼組成。該控制卡負(fù)責(zé)采集力矩采集模塊發(fā)出的力矩信號(hào)(模擬量),以及拉繩編碼器的正 交脈沖信號(hào),并能控制伺服電機(jī)跟隨預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。在控制柜中運(yùn)動(dòng)控制卡的 接線端子板與驅(qū)動(dòng)器以及力矩采集模塊、拉線編碼器相連實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)傳輸以及 數(shù)據(jù)采集任務(wù)。
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