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伺服电动缸在六自由度平台上的应用

发表时间:2021-12-07 11:16


  六自由度运动平台是用于飞行器、运动器(如飞机、车辆)模拟训练的动感模拟装置,是一种并联运动机构,它通过改变6个可以伸缩的电动缸来实现平台的空间六自由度运动(垂直向、横向、纵向、俯仰、滚转、摇摆),即X、Y、Z方向的平移和绕X、Y、Z轴的旋转运动,以及这些自由度的复合运动。




  六自由度平台具有以下特点:


  (1) 六自由度平台由6个缸同时支撑,与串联机构的悬臂梁相比,刚度大,结构稳定,在相同的自重或体积下有比串联机构高的承载能力;


  (2) 串联机构末端件上的误差是各个关节误差的积累和放大,因而其精度低,误差大,而采用并联机构的六自由度平台没有误差积累和放大,因此误差小、精度高;


  (3) 六自由度平台采用对称式结构,各向同性好;


  (4) 在位置求解方面,串联机构求正解容易,但求反解十分困难,而采用并联机构的六自由度平台求正解困难,求反解却非常容易。在线实时计算时是要求反解,相比之下,并联机构容易实现。


  软件部分主要包括用户界面程序、伺服算法程序、PID参数设置程序等。


  电控部分的作用是接收控制系统输出的指令数据,并将其传输给伺服驱动器,驱动器将信号放大后控制电机运动,进而带动电动缸运动,并最终使台体实现各种姿态。包括工控机、运动控制卡、伺服驱动器、伺服电机、电阻尺及相关电器元件等。


  机械部分用于支撑负载,包括上平台、上连接铰、下连接铰、电动缸、支撑架、底座等。平台由电动缸驱动,进行横滚、偏航、俯仰三个姿态和X、Y、Z平移共6个自由度的运动。


  在六自由度平台的驱动系统中,伺服电动缸省略了中间的能量转换环节,电机直接产生力和力矩,运动过程确定高效。它具有体积小、响应灵敏、使用方便、成本低的优点,不需要复杂的管道系统。


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