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关于三自由度平台原理、用途以及算法
发布时间:2020-12-16 13:37

  三自由度运动平台能在空间三个自由度上做任一自由度的单自由度运动,也能做任意几个自由度的复合运动。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。

  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。
 

  三自由度平台原理

  三自由度运动平台: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。

  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。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。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。

  一般来说,离合器是在车辆起步和换挡的时候发挥作用,此时变速箱的一轴和二轴之间存在转速差,必须将发动机的动力与一轴切开以后,同步器才能很好的将一轴的转速保持与二轴同步,挡位挂进以后,再通过离合器将一轴与发动机动力结合,使动力继续得以传输。一个完整的汇编语言源程序通常由若干个逻辑段(segment)组成,包括数据段、附加段、堆栈段和代码段,它们分别映射到存储器中的物理段上。在设计中我用了单片机编程的程序形式,进行程序设计,同时从多篇论文及设计中整合而成。

  在离合器的各个配件中,压盘弹簧的强度,摩擦片的摩擦系数,离合器直径,摩擦片位置以及离合器数目就是决定离合器性能的关键因素,弹簧的刚度越大,摩擦片的摩擦系数越高,离合器的直径越大,离合器性能也就越好。实验室设备中除了离合器的模型,还有其它很多特种机械模型,只有充分了解了离合器,才能对驾驶更有帮助。程序设计设计部分:该程序主要用于实现单片机与PC机的通信功能。从而能够使单片机与PC机之间实现数据的互相交换。该程序运用汇编语言进行编写。
 

  三自由度平台的用途

  三自由平台根据用途可分为两大类:一类、模拟仿真用的动感平台,二类、精密定位测试用的平台

  一类、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。

  二类、精密定位测试用的平台

  精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0.02mm。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)。
 

  三自由度平台算法

  平面自由度计算公式F=3n-(2p+3q),n为自由构件数目(不含支架),p为低副数,q为高副数目。

  1、空间坐标为:X-Y-Z

  2、若在空间坐标原点有一个物体,则:这个物体首先可以沿X轴、Y轴、Z轴移动,这就有三个自由度

  3、同时,这个物体还可以绕X轴、Y轴、Z轴转动,这又是三个自由度

  4、上述就是空间物体的三个自由度

  5、若排除Z向德自由度,那就只有平面的自由度了,但是,这样的自由度有四个,即:X轴、Y轴德移动、沿X轴、Y轴的转动

  当一个物体要做一维运动,如X向德移动,可以将这个物体安装在一个由丝杆驱动、并沿着精密导轨座滑动单元的构件上,当电机驱动丝杆旋转的时候,将带动这个物体沿X向运动,这是一维运动

  若是想让这个物体能够做二维运动怎么办呢?那就将上述的一维运动机构(包含要运动的物体)一起安装在另外一个一维运动的机构上,并与上面的一维运动机构互成90°安装,这样,这个最上面的物体就可以实现二维运动了。

关键词: 三自由度平台原理,三自由度平台用途,三自由度平
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