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自由度平臺(tái)
您所在位置:首頁 - 產(chǎn)品中心 - 電動(dòng)缸\模組 - 自由度平臺(tái)平面三自由度精密定位平臺(tái),包括輸出平臺(tái)、基座、三個(gè)柔順機(jī)構(gòu)、三個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)器、三個(gè)驅(qū)動(dòng)器定位裝置、三個(gè)位移傳感器和控制器。本實(shí)用新型由于三個(gè)柔順機(jī)構(gòu)以及三個(gè)位移傳感器沿輸出平臺(tái)中心向外呈 120°角分布,保證了運(yùn)動(dòng)傳遞的無間隙、無摩擦、免潤(rùn)滑、高精度性和高穩(wěn)定性,并且提高了輸出平臺(tái)移動(dòng)的直線度;由于采用了柔順機(jī)構(gòu),不僅使得輸出平臺(tái)能同時(shí)提供X、Y方向平移,Z方向旋轉(zhuǎn),而且使得輸出平臺(tái)和基座都在同一層次上;采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器作為壓電驅(qū)動(dòng)器,保證了驅(qū)動(dòng)源的高精度運(yùn)動(dòng)輸出和快的響應(yīng)速度,具有納米級(jí)的分辨率和亞微米級(jí)的定位精度。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于精密定位領(lǐng)域。
1:系統(tǒng)組成 三自由度平臺(tái)系統(tǒng)是由三自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等組成。下平臺(tái)安裝在地面的固定基座基上,上平臺(tái)為支撐平臺(tái)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過PLC控制驅(qū)動(dòng)器從而控制電機(jī)以協(xié)調(diào)控制電動(dòng)缸的行程,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng),。 各主要部分簡(jiǎn)述如下: 1)運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 上平臺(tái):連接需要被模擬動(dòng)作的機(jī)構(gòu) 上鉸鏈:雙回轉(zhuǎn)軸的虎克鉸結(jié)構(gòu),用于連接上平臺(tái)與電動(dòng)缸的活塞桿。 下鉸鏈:?jiǎn)位⒖算q結(jié)構(gòu),用于連接固定基座與電動(dòng)缸的筒體。 下平臺(tái):安裝固定基座。 2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件 運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算機(jī)(伺服控制單元):實(shí)現(xiàn)平臺(tái)系統(tǒng)啟動(dòng)/停止、接收上位機(jī)發(fā)來的位姿控制信息、對(duì)電動(dòng)缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制、監(jiān)控伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)、監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、完成故障處理以及安全保護(hù)工作。 信號(hào)調(diào)理單元:完成與平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的各種傳感器信號(hào)、測(cè)試信號(hào)和數(shù)字I/O信號(hào)的調(diào)理,以及伺服驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)等。 3)系統(tǒng)控制軟件 運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算機(jī)的軟件包括運(yùn)動(dòng)控制軟件和邏輯控制軟件。 2:系統(tǒng)工作原理 平臺(tái)的控制系統(tǒng)為分層控制結(jié)構(gòu),監(jiān)控單元負(fù)責(zé)人機(jī)界面交互,接受用戶操作指令。并將控制信號(hào)下達(dá)給實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)。 首先,用戶輸入期望的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位姿、速度或加速度),如X向正弦運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸給運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算機(jī),運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)通過運(yùn)動(dòng)學(xué)反解計(jì)算出六個(gè)電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(電動(dòng)缸位移量);然后,運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)根據(jù)三支電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和三個(gè)電動(dòng)缸的位移反饋量,驅(qū)動(dòng)三個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器,實(shí)現(xiàn)三個(gè)電動(dòng)缸閉環(huán)位置控制,使三個(gè)電動(dòng)缸達(dá)到所要求的位移量,那么運(yùn)動(dòng)平臺(tái)也就達(dá)到了所期望的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。 三自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái),由于有極為廣闊的應(yīng)用前景,三自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是由三支 油缸,上、下各三只萬向鉸鏈和上、下兩個(gè)平臺(tái)組成,下平臺(tái)固定在基礎(chǔ)上,借助六只油缸的伸縮運(yùn)動(dòng),完成上平臺(tái)在空間三個(gè)自由度(X,Y,Z)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。由于三自由度運(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,因而三自由度運(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。
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