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三自由度平台的构建原理是什么?它都在哪些领域有所应用?

发表时间:2020-05-18 10:34

  不知道大家有没有接触过三自由度运动平台?其实从字面意思也可以看出,它就是能在空间三个自由度上做任一自由度的单自由度的运动,同时也可以在同一时间,做任意几个自由度的复合运动的平台。目前,在我国它的应用已经十分广泛,相关的技术也很成熟,尤其是在海陆空的各种驾驶系统中。下面,小编就来给大家介绍一下三自由度平台的构建原理。以及它的应用范围。

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  一、三自由度平台的构建原理


  1、三自由度平台是由三支伺服电动缸、上下各三只万向铰链(虎克铰)和上下两个平台组成。下平台固定在基础设施上,借助三支伺服电动缸的伸缩运动,完成平台在空间三个自由度(X、Y、Z、α、β、γ)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。


  2、由于采用全数字控制的伺服系统及伺服电动缸作为平台运动部分的执行机构,因此,三自由度仿真平台的运动轨迹及速度平滑连续,既可实现高频响的快速运动,也可实现低速下的平稳运动。


  3、系统原理总设计此图为模拟机的系统流程图,模拟机总控模块位于软件系统的顶层,总体管理图形实时生成系统、训练考核系统、模拟驾驶专家系统的工作。数据采集与执行系统作为模拟训练机的人机输入接口和执行输出接口,模拟机总控模块需要管理协调数据采集与系统。


  4、三自由度运动平台5三自由度运动平台系统的计算机控制系统由单片微型计算机简称单片机各功能部件:中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等部件制作在一块集成芯片中,构成一个完整的微型计算机。


  5、单片机控制系统硬件电路设计见图单片机控制装置的总体设计。三自由度运动平台6MCS三自由度运动平台51单片机的引脚描述及片外总线结构单片机选择的型号是8031值得强调的是,P3口的每一条引脚均可独立定义为*动能的输入输出或第二功能。


  6、MCS三自由度运动平台51单片机的片外总线结构电气元件及型号,控制系统的器件组成有:单片机(型号:AT89C51)、A/D转换芯片(型号:ADC0809),地址锁存器(型号:74LS373),双组驱动器/接收器(型号:MAX232)以及开关等。


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  二、三自由度平台的应用范围


  1、模拟仿真用的动感平台


  模拟仿真用的动感平台的有效载荷范围为0.25吨-20吨,这些模拟仿真动感平台通过接受来自上位控制器的状态信号,控制平台的运动,广泛应用于各种训练模拟器如飞行操纵模拟器、舰艇操纵模拟器、直升机操纵模拟器、坦克操纵模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感影院、娱乐设备等领域。


  2、严密定位测试用的平台


  精严密定位测试用的三自由度平台的有效载荷范围为0.5吨-50吨,位置定位精度达到0.02毫米。广泛应用于各种汽车姿态测试设备、飞机/导弹等飞行器的飞行姿态测试设备,以及空间宇宙飞船的对接,空中加油机的加油对接。


  同时利用三自由度精严密定位机构,可以做成高刚度、高精度的三自由度加工机械和装配机械手(如三轴并联机床和并联机器人,广泛应用于各种复杂的特种加工、复杂装配(如飞机装配和卫星的装配)。


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  好了,综上所述,就是小编对三自由度平台的构建原理。以及它的应用范围的介绍,希望对您有所帮助!


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