大型數(shù)字式六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的開發(fā)設(shè)計(jì)【六自由度并聯(lián)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)】

喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預(yù)覽哦。下載后都有，請(qǐng)放心下載，文件全都包含在內(nèi)，圖紙為CAD格式可編輯，有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763p 大型數(shù)字式六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的開發(fā)楊世祥!， 楊濤!， 徐悅桐#$% &%()*+%,- ). -$% &/0/-1( 2/34&56 2-%718- 9(1-.)8+:1,0 2$/43/1,0!， :1,0 #1)!， ; : 號(hào)鵬潤(rùn) ? 文苑 座 ABC!BBBDE電話：（B!B） CFFF!ACC）中圖分類號(hào)： #9GF文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)： !BBB4ED （BBF） B4BBEC4B!概述六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)， 由于有極為廣闊的應(yīng)用前景，近幾年， 引起了國(guó)內(nèi)外科研、 院校廣泛的研究興趣。六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是由 C 只液壓缸， 上、 下各 C 只萬向鉸鏈和上、 下 個(gè)平臺(tái)組成。下平臺(tái)固定在基礎(chǔ)上， 借助C 只液壓缸的伸縮運(yùn)動(dòng)， 完成上平臺(tái)在空間 C 個(gè)自由度 （!、 、 #!、#） 的運(yùn)動(dòng)， 從而可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)， 可廣泛應(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， 甚至可用到空間宇宙飛船的對(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)域中水平的標(biāo)志性象征。國(guó)外某大型液壓公司的總部大廳里， 向客人展示水平的第一個(gè)標(biāo)志就是六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)， 筆者認(rèn)為， 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是液壓及控制技術(shù)領(lǐng)域的皇冠級(jí)產(chǎn)品， 掌握了它， 在液壓和控制領(lǐng)域， 基本上就沒有了難題。以下介紹它的開發(fā)過程。傳統(tǒng)的伺服液壓控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)到目前為止， 世界上所有國(guó)家和研制單位， 大型平臺(tái)都無一例外地采用了液壓伺服控制系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)以幾所名牌大學(xué)的研究水平較高， 其控制原理基本相同， 六自由度平臺(tái)單缸控制框圖如圖 ! 所示。從圖中可看出， 主控計(jì)算機(jī)是完成空間狀態(tài)的實(shí)時(shí)解算， 然后將解算結(jié)果送到 C 個(gè)單缸控制器， 經(jīng)數(shù)H模轉(zhuǎn)換后送給伺服放大器、 伺服閥、 伺服缸推動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。伺服缸的位移和壓力通過 只傳感器并經(jīng)模H數(shù)轉(zhuǎn)換后送給計(jì)算機(jī)， 完成閉環(huán)控制。該伺服系統(tǒng)最大的難點(diǎn)是傳遞環(huán)節(jié)多、 控制過于復(fù)雜、 調(diào)試?yán)щy、 可靠性差、 伺服閥抗干擾、 抗污染能力弱、 故障率高， 因而國(guó)內(nèi)盡管許多單位進(jìn)行了研制， 但大面積推廣的卻始終不多。#六自由度平臺(tái)控制的空間狀態(tài)解算（!）順解 （順向解） ： 即己知 C 只液壓缸的長(zhǎng)度， 求解平臺(tái)姿態(tài)， 到目前為止， 還沒有直接中的正解方程式， 只能采用疊代方法， 利用計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算的特點(diǎn)和收稿日期： BBF4BD4E作者簡(jiǎn)介： 楊世祥 （!AF） ， 男， 重慶人， 教授級(jí)高工， 主要從!事數(shù)字液壓技術(shù)的開發(fā)研究和推廣應(yīng)用工作。開啟壓力； 二是降低系統(tǒng)的壓力并減小系統(tǒng)的流量。由于充液閥的預(yù)卸荷閥很小， 改造的余地不大， 所以選擇第二種方案。為了降低系統(tǒng)的壓力， 在充液閥的控制油路中安裝了一個(gè)節(jié)流閥， 通過調(diào)整節(jié)流閥來降低壓力， 實(shí)踐證明， 這種方法是可行有效的。$結(jié)論在對(duì)壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷與故障現(xiàn)象進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上， 對(duì)壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了工業(yè)自動(dòng)化改造， 降低了能耗并縮短了工作周期。而且， 還針對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問題和故障， 通過系統(tǒng)與元件的原理分析，找出了發(fā)生故障的原因， 并加以解決， 實(shí)踐證明改造是很成功的。參考文獻(xiàn)：! 雷天覺I新編液壓工程手冊(cè) J I北京： 北京理工大學(xué)出版社， !AAI 張齊生， 王智勇， 等I充液閥水平安裝時(shí)的故障分析及排除 K I液壓與氣動(dòng)， BB （G） I CE液壓與氣動(dòng)BBF 年第 期萬方數(shù)據(jù)圖 !平臺(tái)單缸控制方框圖上鉸鏈的結(jié)構(gòu)條件約束來逼近求解平臺(tái)姿態(tài)。此為順解。（!）反解 （逆向解） ： 描述一個(gè)剛體在空間旋轉(zhuǎn)的姿勢(shì)， 最常使用的方法是定義 個(gè)歐拉角來表達(dá)， 當(dāng)剛體旋轉(zhuǎn)至某一姿勢(shì)下， 此 個(gè)歐拉角即組成唯一的旋轉(zhuǎn)矩陣， 并借由旋轉(zhuǎn)矩陣做坐標(biāo)轉(zhuǎn)換， 便可求得剛體的絕對(duì)位置。六自由度的速度協(xié)聯(lián)控制當(dāng)給定空間狀態(tài)后， 可以分別算出 # 只缸的不同長(zhǎng)度， 為了讓平臺(tái)上的液壓缸在同一時(shí)間運(yùn)動(dòng)到新的位置， # 只缸的運(yùn)動(dòng)速度是不相同的， 這個(gè)問題的解決有兩種方法： 一是采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)聯(lián)控制器， 該控制器需將液壓缸的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度數(shù)值送入， 控制器能按所要求的時(shí)間， 自動(dòng)分配 # 只缸的運(yùn)動(dòng)速度， 同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)； 第二種方法是自己編制運(yùn)動(dòng)速度方程， 采用長(zhǎng)度的最小公倍數(shù)方法分配速度， 也可達(dá)到同樣目的。#六自由度平臺(tái)的全數(shù)字控制為了攻克六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用難關(guān)， 北京億美博科技有限公司采用了自行開發(fā)的性能先進(jìn)、 操作可靠的新型數(shù)字液壓缸 （已納入 “十五” 攻關(guān)和國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品項(xiàng)目） ， 作為 # 只控制缸。該數(shù)字缸取消了傳統(tǒng)控制中的伺服閥、 傳感器、 $%& 轉(zhuǎn)換和 &%$ 轉(zhuǎn)換等諸多環(huán)節(jié)， 它是將傳感器、 數(shù)字閥等全部做到液壓缸內(nèi)部， 形成自動(dòng)位置反饋和速度反饋。數(shù)字缸可以直接接受計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)字脈沖信號(hào)進(jìn)行可靠的工作。脈沖頻率代表數(shù)字缸運(yùn)動(dòng)速度， 脈沖總數(shù)代表數(shù)字缸運(yùn)動(dòng)行程， 一一對(duì)應(yīng)， 將復(fù)雜的閉環(huán)控制變成了簡(jiǎn)單的開環(huán)控制。我們與某軍事院校合作， 聯(lián)合開發(fā)了載重量 噸和 ( 噸的數(shù)字式六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)， 它的控制框圖和實(shí)際平臺(tái)圖照片見圖 )* 和圖 !。比較圖 )+ 和圖 )* 可知， 控制原理大大簡(jiǎn)化， 不但系統(tǒng)響應(yīng)速度加快， 而且故障率也大為降低， 可靠性得圖 $實(shí)際平臺(tái)以提高。整個(gè)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)無任何液壓控制元件和傳感器， 系統(tǒng)構(gòu)成十分簡(jiǎn)單。平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的錄像可在,-+./.0.1-12/%345 網(wǎng)站觀看。它的性能指標(biāo)如表 )所示。表 !性能指標(biāo)自由度位移 （聯(lián)合運(yùn)動(dòng)） 位移 （單自由度）速度加速度俯仰6 7 8.96 : 8.96 !: 8.9%3 6 7: 8.9%3!滾轉(zhuǎn)6 : 8.96 7 8.96 ! 8.9%3 6 ): 8.9%3!升降6 :-#: /6 :-#: /6 :-: /%3; )-:!橫向移動(dòng)6 :-7 /6 :- /6 :-# /%3; :-#!縱向擺動(dòng)6 :-# /6 :- /6 :-# /%3; :-#!%數(shù)字液壓技術(shù)在其他領(lǐng)域的成功應(yīng)用數(shù)字液壓技術(shù)的出現(xiàn)為液壓技術(shù)增添了新的活力， 數(shù)字液壓缸與專門配套研制的數(shù)字控制器相配合，幾乎取消了傳統(tǒng)液壓控制中的所有液壓閥件和控制元件， 它拋棄了傳統(tǒng)的閥口控制， 而是直接采用數(shù)字脈沖控制， 把現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試搬到了辦公室， 幾乎做到了即裝即用， 已經(jīng)成功地應(yīng)用到冶金、 機(jī)械、 水電、 國(guó)防軍工等一系列疑難控制領(lǐng)域， 其可控性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的液壓控制技術(shù)， 成功應(yīng)用的實(shí)例有： 冶金領(lǐng)域中的鋼水連鑄結(jié)晶器液面控制、 結(jié)晶器液壓非正弦振動(dòng) （均列入過國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目） ， 帶鋼厚度控制 （微米級(jí)精度） ； 水電領(lǐng)域中的水輪機(jī)調(diào)速控制； 機(jī)械領(lǐng)域的大型無齒鋸多點(diǎn)速度控制和位置控制； 軍工領(lǐng)域的大型導(dǎo)彈裝彈機(jī)構(gòu)的多缸同步控制 （任意多缸同步誤差可達(dá) :!: 年第 ( 期液壓與氣動(dòng)萬方數(shù)據(jù)大型數(shù)字式六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的開發(fā)大型數(shù)字式六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的開發(fā)作者：楊世祥， 楊濤， 徐悅桐作者單位：北京億美博科技有限公司,北京菜戶營(yíng)東街甲88號(hào)鵬潤(rùn)-文苑B座2906,100054刊名：液壓與氣動(dòng)英文刊名：CHINESE HYDRAULICS & PNEUMATICS年，卷(期)：2003(8)被引用次數(shù)：5次 本文讀者也讀過(7條)本文讀者也讀過(7條)1. 姜文剛.尚婕.李建華.鄧志良.汪電明.Jiang Wengang.Shang Jie.Li Jianhua.Deng Zhiliang.Wang Dianming 三自由度動(dòng)感電影系統(tǒng)研制期刊論文-電氣自動(dòng)化2006,28(1)2. 汪漢生 六自由度平臺(tái)設(shè)計(jì)及控制方法研究學(xué)位論文20083. 李峰 自行車仿真器中力反饋技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)學(xué)位論文20074. 許世林 動(dòng)感環(huán)幕電影控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)學(xué)位論文20045. 甘紅勝.殷躍紅.劉偉偉.印松 虛擬環(huán)境中六維動(dòng)感平臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)期刊論文-機(jī)電工程2003,20(4)6. 高峰 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)伺服系統(tǒng)研究學(xué)位論文20047. 張代義 艦船運(yùn)動(dòng)模擬器技術(shù)研究學(xué)位論文2005 引證文獻(xiàn)(5條)引證文獻(xiàn)(5條)1.肖志權(quán).邢繼峰.彭利坤.朱石堅(jiān) 數(shù)字式6-DOF運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)現(xiàn)象分析期刊論文-機(jī)床與液壓 2006(8)2.袁鴻.盛英.蘇勛家.仇原鷹 電液伺服Stewart平臺(tái)激振系統(tǒng)仿真研究期刊論文-機(jī)床與液壓 2009(2)3.林礪宗.潘大亨.傅招國(guó).倪小鵬 基于ADAMS的六自由度液壓動(dòng)感平臺(tái)建模及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真期刊論文-機(jī)床與液壓2012(13)4.楊啟志.莊佳奇.尹小琴.謝俊.朱小兵.訾鵬飛 一種三自由度全柔性并聯(lián)微動(dòng)激振臺(tái)的設(shè)計(jì)期刊論文-機(jī)械設(shè)計(jì)與研究2011(4)5.郭宏偉 三自由度重型搖擺試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究學(xué)位論文碩士 2005 本文鏈接：http:/