六自由度電液模擬試驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)狀

1、六自由度電液模擬試驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)狀姓名：王鵬飛 班級(jí)：機(jī)械電子工程主要研究?jī)?nèi)容v1 相關(guān)概述v1.1 六自由度v1.2 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)v1.3 六自由度模擬試驗(yàn)臺(tái)v1.4 六自由度電液模擬試驗(yàn)臺(tái)v2 應(yīng)用實(shí)例v2.1 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)v2.2 主要元件參數(shù)的設(shè)計(jì)及選型v2.3 應(yīng)用實(shí)例總結(jié)1 相關(guān)概述v1.1 六自由度的概念 六自由度運(yùn)動(dòng)是指在X-Y-Z三維空間內(nèi)分別沿X、Y、Z軸的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和分別繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。將繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)定義為滾轉(zhuǎn)，將繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)定義為俯仰，將繞轉(zhuǎn)Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)定義為偏航。如圖1所示：v1.2 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)v1.2.1 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)概念 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是用于飛

2、行器、運(yùn)動(dòng)器（如飛機(jī)、車輛）模擬訓(xùn)練的動(dòng)感模擬裝置，是一種并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它通過改變六個(gè)可以伸縮的作動(dòng)筒來實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的空間六自由度運(yùn)動(dòng)（垂直向、橫向、縱向、俯仰、滾轉(zhuǎn)、搖擺），即X、Y、Z方向的平移和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及這些自由度的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。v1.2.2 六自由度平臺(tái)特點(diǎn) (1) 六自由度平臺(tái)由六個(gè)缸同時(shí)支撐，與串聯(lián)機(jī)構(gòu)的懸臂梁相比，剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在相同的自重或體積下有比串聯(lián)機(jī)構(gòu)高的承載能力； (2) 六自由度平臺(tái)采用對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，各向同性好； (3) 串聯(lián)機(jī)構(gòu)末端件上的誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)誤差的積累和放大，因而其精度低，誤差大，而采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度平臺(tái)沒有誤差積累和放大，因此誤差小、精

3、度高； (4) 在位置求解方面，串聯(lián)機(jī)構(gòu)求正解容易，但求反解十分困難，而采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度平臺(tái)求正解困難，求反解卻非常容易。在線實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)是要求反解，相比之下，并聯(lián)機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)。v1.2.3 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu) 六自由度平臺(tái)是由六根帶驅(qū)動(dòng)器的可伸縮桿通過球鉸和固定平臺(tái)聯(lián)接，通過胡克鉸與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連形成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)和固定平臺(tái)上的鉸鏈成六邊形分布，如圖2所示：圖2 六自由度平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 胡克鉸位于上平臺(tái)與六個(gè)支鏈連接處，對(duì)保證平臺(tái)的正常運(yùn)行和整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度起著關(guān)鍵作用，如圖3：圖3 胡克鉸位置圖 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有5個(gè)，上鉸點(diǎn)分布圓半徑 、上鉸點(diǎn)分布角 、下鉸點(diǎn)分布圓半徑

4、、下鉸點(diǎn)分布角 和平臺(tái)處于零位時(shí)上下較點(diǎn)高度H;虎克鉸結(jié)構(gòu)參數(shù)主要是擺角 ， ，如圖4。Rp圖4 六自由度平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)v1.2.4 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)建模六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)建模 靜坐標(biāo)系 oxyz 的原點(diǎn)位于下平臺(tái)六個(gè)鉸支點(diǎn)的外接圓圓心，平面與下平臺(tái)的六個(gè)鉸支點(diǎn)所在的面重合，oy與oB1重合，方向如圖所示。動(dòng)坐標(biāo)系ox1y1z1原點(diǎn)位于上平臺(tái)基圓圓心，與上平臺(tái)的六個(gè)鉸支點(diǎn)所在的面重合，oy1與 oA1重合，方向如圖5所示：圖5 六自由度平臺(tái)建模方向v1.2.5 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用 六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和國(guó)防戰(zhàn)略意義：（1）可以模擬出各種空間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。（2）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、火車駕駛 模擬器、汽車駕駛模擬器、地震模擬器以及動(dòng)感電影、 娛樂設(shè)備等領(lǐng)域。（3）可以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。 （4）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