方案設計評審報告

1、主動安全半實物試驗系統(tǒng)方案設計評審報告 編 寫 校 對 審 核 批 準 目 錄1.概述及現(xiàn)狀51.1 國外研究現(xiàn)狀51.2 國內研究現(xiàn)狀62.設計依據(jù)72.1 任務來源72.2 引用文件73.功能需要及主要技術要求73.1 功能和用途73.2 主要技術要求93.2.1 基本要求93.2.2 主要技術指標104.系統(tǒng)總體方案124.1 系統(tǒng)組成及工作原理134.2 總體方案134.2.1 七自由度系統(tǒng)144.2.2 硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)154.2.3 動力學及試驗管理系統(tǒng)154.2.4 設備基礎194.3試驗類型194.3.1車輛整車動力學虛擬試驗194.3.2主動安全模塊半實物試驗194.3.

2、3主動安全系統(tǒng)半實物聯(lián)合試驗194.3.4車輛行駛安全性模擬和評估194.3.5制動系統(tǒng)與主動安全模塊臺架可靠性試驗和評價204.4試驗連接/安裝方法205.分系統(tǒng)設計方案215.1七自由度運動系統(tǒng)215.1.1運動組件225.1.2驅動實現(xiàn)原理375.1.3電氣系統(tǒng)設計425.1.4測試和控制系統(tǒng)435.1.5駕駛模擬系統(tǒng)515.1.6 附屬設施565.2硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)585.2.1 iHawk實時多處理器平臺595.2.2 RedHawk實時Linux操作系統(tǒng)605.2.3 SIMulation WorkBench仿真工作平臺605.2.4 ECU硬件在環(huán)仿真工作平臺615.2.5

3、實時仿真機選型625.3動力學仿真及試驗管理系統(tǒng)635.3.1動力學實時交互仿真系統(tǒng)635.3.2交互式虛擬仿真環(huán)境（虛擬試驗場）的開發(fā)725.3.3高級主動安全系統(tǒng)模擬仿真軟件745.3.4試驗管理與監(jiān)控軟件843.3.5自動限速控制系統(tǒng)仿真平臺VDSP915.4設備基礎996.系統(tǒng)功能滿足情況及實現(xiàn)途徑分析1006.1七自由度運動系統(tǒng)1016.2 半實物試驗系統(tǒng)（HIL）1026.3 專家級整車動力學模型1026.4 復雜虛擬視景綜合仿真1036.5 高精度地圖模型（HDMAP）1046.6 虛擬傳感器仿真1047.技術指標滿足情況分析1057.1 運動學分析1057.1.1按照運行指標進

4、行分析：1057.1.2按照電動缸極限進行分析1087.1.3分析結論1137.2動力學分析1137.2.1滿足位移指標和速度指標的工況1147.2.2滿足加速度指標，頻率為3Hz1187.2.3動力學分析結論1227.3關鍵件的有限元分析1227.3.1大軸有限元分析：1227.3.2小軸位移、應力分析結果1237.3.3上連接件位移、應力分析結果1247.3.4下連接件位移、應力分析結果1257.4 設備基礎防震設計1267.5系統(tǒng)安全性、可靠性設計1277.6 電磁兼容性設計1277.6.1元器件及部件和分系統(tǒng)的選擇1277.6.2系統(tǒng)集成1287.6.3地線的要求1287.7運動系統(tǒng)故

5、障檢測與安全保護1297.7.1安全保護程序模塊1297.7.2行程極限保護1297.7.3緊急停機按鈕（鍵）1297.7.4安全保護設計1307.7.5 故障注入模塊1308.原材料、元器件選用及主要部件配套情況1318.2系統(tǒng)電腦配置1318.2系統(tǒng)平面布局與地基設計方案1328.2.1系統(tǒng)平面布局1328.2.2 主動安全半實物試驗系統(tǒng)基礎1348.3七自由度強、弱電控制系統(tǒng)的布局1358.4供電要求1388.5系統(tǒng)附件1388.6工具/備附件1399.方案工藝性分析1401. 概述及現(xiàn)狀主動安全半實物試驗系統(tǒng)集動力學實時交互仿真技術、運動模擬技術、控制技術、虛擬現(xiàn)實仿真技術和計算機軟硬

6、件通訊技術于一體，將運動平臺與專家級車輛動力學模型實時仿真技術緊密結合，并通過虛擬現(xiàn)實仿真技術手段實現(xiàn)車輛的運動模擬再現(xiàn)、性能仿真和主動安全系統(tǒng)試驗，該系統(tǒng)主要由七自由度運動系統(tǒng)、硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)、車輛動力學仿真及試驗管理系統(tǒng)和設備基礎等四部分構成1.1 國外研究現(xiàn)狀基于專業(yè)的工程應用模擬器而開發(fā)的主動安全半實物試驗系統(tǒng)，目前世界上已經(jīng)有40家左右的研究機構擁有類似的半實物系統(tǒng)平臺。德國、瑞典、日本、美國的各大汽車廠家和研究室都部署有自己的多自由運動平臺研發(fā)系統(tǒng)，配備有完善的車輛動力學模型，運動系統(tǒng)都可模擬六個自由度的運動情況，視景系統(tǒng)采用計算機成像技術，可以提供逼真的車輛運行環(huán)境。在專業(yè)

7、的多自由度半實物仿真系統(tǒng)中，除了傳統(tǒng)了6自由度模擬器，有時甚至需要7自由度，甚至是8、9自由度等專業(yè)模擬器，可以為不同方向的位移、速度、加速度提供更廣泛的適配余量。來自德國戴姆勒-奔馳公司的七自由度駕駛模擬器就是其中的代表，該駕駛模擬器在六自由度駕駛模擬器的基礎上增加了橫向自由度，使其能夠模擬雙移線等操作時車輛動態(tài)響應對于駕駛員的影響，同時也可以研究駕駛員的駕駛習慣對于車輛的影響。利用該七自由度駕駛模擬器，可以在實際實車試驗之前盡可能真實的模擬車輛的性能，以及人-車-環(huán)的耦合影響，使之大大加快了奔馳重型車輛投放市場的速度，并且也極大的提高了車輛的性能。（如圖1. 1）圖1. 1 德國戴姆勒-奔

8、馳公司的七自由度駕駛模擬器日本的豐田公司擁有全球最大的駕駛仿真器。這個位于日本豐田東富士中心的大型仿真器，將可提供最逼真的駕駛環(huán)境，以搜集不同的駕駛習慣和數(shù)據(jù)。借助該模擬器，豐田能夠在安全的前提下分析不同駕駛員的駕駛特性，以提升車輛在主動安全防護上的成效。（如下圖1. 2） 圖1. 2日本豐田公司駕駛仿真器這個全球最大的駕駛仿真器主要結構為高4.5米、直徑7.1米的半圓型球體，內部具備一輛實車以及360度環(huán)繞屏幕。而此球體在大型滑軌和液壓支臂的操作下，能夠模擬上下坡和振動等駕駛情境，同時水平移動范圍更達到四座網(wǎng)球場之廣。在計算機和機械結構的精密配合下，結合專業(yè)的SIMPACK RT動力學仿真分

9、析模塊，豐田駕駛仿真器能夠精確仿真包括車速、加速感和乘坐舒適性等情境，再搭配逼真的音響效果，創(chuàng)造出最為真實的駕駛感受1.2 國內研究現(xiàn)狀國內在該領域的研發(fā)起步較晚，20世紀80年代以后，不同行業(yè)的多自由度半實物平臺在我國有了較快的發(fā)展，清華大學、吉林工業(yè)大學、空軍第二航校、裝甲兵工程學院、南京瑞林模擬器實業(yè)公司等都積極地開展研究工作，并開發(fā)出一些初級產品。20世紀90年代以來，隨著計算機技術和圖形、圖像技術的發(fā)展，我國已經(jīng)能自己研制和生產專業(yè)多自由度半實物仿真系統(tǒng)了。1996年吉林工業(yè)大學建立了汽車動態(tài)模擬國家重點試驗室，建設完成的開發(fā)型ADSL駕駛模擬器，按其建設規(guī)模和性能設計指標，居世界第

10、二位。該ADSL駕駛模擬器具有真實的人-車操作界面、重復可控的試驗工況、可任意嵌入實物試驗、高速的仿真運算能力、無風險的極限工況試驗等功能。裝甲兵工程學院開發(fā)的MUL-QJM汽車駕駛模擬器采用了實時汽車動力學、運動學仿真模型和實時CGI技術，不僅可以完成汽車駕駛培訓，還可以進行車輛安全性、人機工程、交通工程等研究。昆明理工大學交通綜合模擬試驗室也于1999年開發(fā)出了基于網(wǎng)絡的WM汽車駕駛模擬器，除了其先進的車輛模型、逼真的視景系統(tǒng)外，它的聯(lián)網(wǎng)功能可允許多臺駕駛模擬器同時操作，并具有可選擇的對車輛的監(jiān)視功能。近年來， 北京工業(yè)大學在引進AutoSim公司的駕駛模擬器的基礎平臺上， 結合幾種生理心

11、理檢測儀器，集成了駕駛行為試驗系統(tǒng)，為交通行為等領域的研究提供了平臺。2. 設計依據(jù)2.1 任務來源1) 主動安全半實物試驗系統(tǒng)技術開發(fā)（委托）合同，編號：HTF201907862) 主動安全半實物試驗系統(tǒng)技術協(xié)議。2.2 引用文件1) GB/T 2611-2007 試驗機通用技術要求2) GB 3096-2008噪聲環(huán)境質量標準3) GB 5226.1-2008 機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件4) GB 12348-2008 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準5) GB/T 13306-2011 標牌6) GB/T 15706-2012 機械安全設計通則風險評估與風險減小7) GB

12、 18209.1-2010 機械電氣安全指示、標志和操作第1部分：關于視覺、聽覺和觸覺信號的要求8) GB 18209.2-2010 機械電氣安全指示、標志和操作第2部分：標志要求9) GB 50019-2015 工業(yè)建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范10) GB 51004-2015 建筑地基基礎工程施工規(guī)范11) GJB 4512-2002 裝甲車輛駕駛模擬器通用規(guī)范3. 功能需要及主要技術要求3.1 功能和用途該主動安全半實物試驗系統(tǒng)，主要用于仿真對象車輛的設計、研發(fā)、測試過程：用于行駛穩(wěn)定性和行駛安全性半實物模擬，可進行整車動力學模擬、主動安全系統(tǒng)測試評估以及系統(tǒng)優(yōu)化匹配、設計參數(shù)和控制策

13、略優(yōu)化；完成機動過程中極限工況行駛安全的模擬和評估等工作，兼顧為駕駛員提供逼真、全面以及可量化評估的操縱培訓。綜合考慮研發(fā)階段的需求分析，該7自由度主動安全半實物試驗系統(tǒng)主要具備以下功能：（1）實現(xiàn)臺架模擬整車動力學性能具體應該包含整車的動力性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、制動性等；（2）具備臺架模擬特種車輛駕駛操縱和運動響應功能a) 具備和真實車輛一致的轉向、油門、制動、離合、換擋操縱感；b) 具備車輛運行過程中6個自由度運動的準確響應；（3）整車動力學實時仿真和硬件在環(huán)仿真能力a) 大于200個自由度的整車全參數(shù)化動力學模型；b) 毫秒級計算步長，保證仿真的硬實時性；（4）滿足主動安全模塊的半

14、實物試驗要求，試驗內容包括a) 車輛整車動力學虛擬試驗b) 主動安全模塊半實物試驗c) 主動安全系統(tǒng)半實物聯(lián)合試驗d) 車輛行駛安全性模擬和評估e) 制動系統(tǒng)與主動安全模塊臺架可靠性試驗和評價（5）試驗管理功能a) 系統(tǒng)的實時交互管理；b) 試驗數(shù)據(jù)分析處理與管理。結合其功能，該主動安全半實物系統(tǒng)的主要用途概括如下：（1）作為車輛主動安全半實物試驗臺。研發(fā)人員可以借助該平臺完成對車輛主動安全系統(tǒng)的控制算法、設計參數(shù)的調試，并通過實際駕駛員，完成基于人-機-環(huán)回路的真實工況的考察評估，為車輛主動安全的設計、調試、試驗提供快速、準確而且可靠的依據(jù)。（2）作為整車動力學性能臺架試驗臺。研發(fā)人員通過該

15、平臺，可以測試車輛的各種性能情況：例如動力學、制動性、行駛平順性等。從而幫助工程師準確的對車輛各種性能做出預判和評估，提前規(guī)避設計缺陷。（3）具備臺架模擬特種車輛駕駛操縱和運動響應功能。駕駛員在逼真的操作環(huán)境下可以對車輛的操控性以及運動響應得到準確的體驗和反饋。對于惡劣試驗工況，很難進行實車試驗，可以完全借助該系統(tǒng)進行測試和評估，幫助研究人員更加準確的了解車輛的動態(tài)性能。（4）虛擬試驗場。借助于該專業(yè)的主動安全試驗系統(tǒng)，可以建立完善的、跟真實情況一致的虛擬試驗場，將各種典型路面、典型工作環(huán)境（寒帶、熱帶、高原等）集中于一套系統(tǒng)實現(xiàn)，最大程度的降低研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)成本。有鑒于此，該試驗系統(tǒng)是集

16、車輛-駕駛員-控制-環(huán)境多功能的科研及駕駛模擬仿真測試平臺，建設意義重大。3.2 主要技術要求3.2.1 基本要求車輛主動安全半實物試驗系統(tǒng)由運動平臺、硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)、整車動力學仿真、設備基礎四個部分組成，不同系統(tǒng)之間的工作流程和數(shù)據(jù)導向如Error! Reference source not found.所。七自由度運功平臺負責準確、及時的響應車輛的運動姿態(tài)，并將這種感受（運動參數(shù)）傳遞給防護艙以及艙內的駕駛員。是整個系統(tǒng)的關鍵運動核心，為了更好的模擬各種主動安全工況，需要考慮惡劣的極限條件，為此，系統(tǒng)的第7個自由度可以更準確地處理大側滑的極限危險駕駛條件，給駕駛員以真實的動態(tài)反饋。運

17、動平臺可以對防護艙在縱向、橫向、垂向、俯仰、側傾、橫擺六個自由度進行全面、準確、快速的響應。駕駛模擬系統(tǒng)負責對車輛模型的實時交互控制、儀表顯示以及虛擬場景的真實再現(xiàn)。駕駛模擬系統(tǒng)需要給駕駛員以高度逼真的沉浸感和動態(tài)反饋。駕駛模擬系統(tǒng)安裝在七自由度平臺上面，接受來自運動平臺的運動響應，同時，通過加裝多套液晶顯示系統(tǒng)，模擬實際裝備的擋風玻璃視窗模塊，加載逼真虛擬現(xiàn)實場景。防護艙的各種儀表和操縱桿及踏板，都通過高速數(shù)據(jù)通道實時交互的控制整車動力學模型相對應物理參數(shù)，給駕駛員提供最真實的駕駛感受。SIMulation Workbench負責車輛動力學實時仿真系統(tǒng)的支撐環(huán)境，是整個主動安全半實物仿真系統(tǒng)

18、的硬件核心。完全兼容SIMPACK RT的實時動力學模型求解，為其提供運行支撐環(huán)境。一方面，它為駕駛模擬系統(tǒng)提供底層數(shù)據(jù)支撐，建立控制硬件和動力學模型之間的聯(lián)系；另一方面，得益于其內部高效、準確的實時Linux運行內核，可以保證整個系統(tǒng)的實時性完全同步于時鐘，并且保證數(shù)據(jù)交換和計算的準確性。其專家級的數(shù)據(jù)管理和集成開發(fā)功能，也為試驗管理系統(tǒng)提供了良好開發(fā)、交互工具。SIMPACK RT負責整車的動力學模型詳細建模以實時求解，動力學模型需要保證足夠的精度，整個模型可以模擬大于200自由度的復雜系統(tǒng)仿真。rFpro負責為整個半實物試驗系統(tǒng)提供虛擬場景以及交互式仿真環(huán)境。使得SIMPACK的高精度動

19、力學模型可以在一個逼真、準確的虛擬環(huán)境中實時、交互的運行?？梢詫崿F(xiàn)對大規(guī)模試驗場景模型的實時渲染，包括多種測試路面和地形。試驗管理系統(tǒng)負責對整個系統(tǒng)的管理，包括試驗的開始、調試、工況選擇、進行中的運行狀態(tài)觀察（運動平臺）和檢測、對艙內駕駛員操縱狀態(tài)的監(jiān)控及對數(shù)據(jù)的再現(xiàn)和后處理等。以上二者共同構成試驗系統(tǒng)的整車動力學仿真及試驗管理子系統(tǒng)，共同完成系統(tǒng)的實時交互動力學建模、仿真、管理等任務。3.2.2 主要技術指標該半實物試驗系統(tǒng)，主要針對多軸特種車輛虛擬試驗模型，軸數(shù)不低于8軸。集動力學實時交互仿真技術、ECU實物樣機技術、運動模擬技術、控制技術、虛擬現(xiàn)實仿真技術和計算機軟硬件通訊技術于一體，結

20、合其功能，系統(tǒng)主要技術指標體現(xiàn)在一下幾個方面：（1）7自由度運動系統(tǒng)通過電機驅動的七自由度運動平臺，模擬行駛過程中的姿態(tài)、多種駕駛行為及其引起的運動姿態(tài)的變化，頻率響應范圍為0.01Hz25Hz，響應滯后時間不大于0.015s。載荷指標靜載荷：4500kg（運動平臺臺面上的有效載荷）六自由度運動技術指標：經(jīng)過CAE仿真綜合校核，系統(tǒng)可以達到的（六自由度和橫向直線）運動技術指標如下表所示：橫向合成運動：位移6.71m，速度5.79m，加速度1.2g（2）硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)實時運行動力學仿真模型，并與相關實物系統(tǒng)實時通信，具備實時模擬運動狀態(tài)、故障模擬和自動測試的功能集成光纖、千兆以太網(wǎng)和CAN

21、通信接口32通道模擬量輸入：16位分辨率，250kS/s采樣率32通道DA輸出：13位分辨率，800kS/s采樣率具有模擬車載電源（3）動力學仿真及試驗管理系統(tǒng)能夠控制和管理整個試驗過程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及代碼的傳遞，實現(xiàn)車輛動力學模型和交互界面信號的傳輸和管理提供整車動力學分析用動力模型、傳動模型、懸架模型、轉向模型、制動模型、駕駛員模型和道路環(huán)境模型等具備車輛行駛狀態(tài)模擬功能，提供輪速、車速、發(fā)動機轉速、車身姿態(tài)等運動參量的模擬仿真結果既可在計算機上可實現(xiàn)離線仿真，又可下載到實時系統(tǒng)中實現(xiàn)硬件實時仿真（4）設備基礎用于承擔試驗過程中設備的支反力和沖擊整個系統(tǒng)，需要在合適的溫度和濕度環(huán)境下運行，本系

22、統(tǒng)保證可以在如下指標下完全運行：(1) 控制室：溫度：530，濕度：20%80%；(2) 試驗區(qū)：溫度：540，濕度：85%。（5）系統(tǒng)動態(tài)響應整個運動平臺，可以基于輸入?yún)?shù)進行動態(tài)響應，為了保證系統(tǒng)的響應可靠性，設計指標滿足以下要求：a) 階躍輸入響應：輸入頻率為0.2Hz、幅值為最大位移的5%的方波信號，運動系統(tǒng)響應方波信號的滯后時間應小于0.05s，超調量不大于5%，超調次數(shù)不大于1；b) 平滑度指標：當任意一個或全部作動缸被頻率為0.5Hz、幅值為最大位移的10%的正弦輸入信號驅動時，加速度瞬時噪音值不大于0.04g；c) 穩(wěn)定性指標：運動系統(tǒng)在任何一個穩(wěn)態(tài)位置或常值速度下，或承受負載

23、下，加速度在設計范圍內，均須保證穩(wěn)定；d) 穩(wěn)態(tài)精度指標：運動平臺實際位置與指令要求位置之內的穩(wěn)態(tài)誤差應小于全行程的2%；動態(tài)響應指標：由運動平臺提供的動感和來自其他系統(tǒng)如駕駛場景顯示系統(tǒng)、音效系統(tǒng)等的感覺和指示應一致，不應有明顯的時間、位置、速度或加速度遲滯，頻率響應范圍為0.01Hz25Hz，響應滯后時間不大于0.015s。4. 系統(tǒng)總體方案主動安全半實物試驗系統(tǒng)主要由七自由度運動系統(tǒng)、硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)、車輛動力學仿真及試驗管理系統(tǒng)和設備基礎四大部分組成。主要用于在研和已有輪式車輛裝備的整車動力性虛擬試驗（動力性、操穩(wěn)性、行駛平順性等）和主動安全半實物試驗（自動限速試驗、自動防撞試驗等

24、）。整個系統(tǒng)需具備臺架模擬特種車輛駕駛操縱和準確運動響應、硬件在環(huán)仿真和車輛動力學實時交互仿真能力。4.1 系統(tǒng)組成及工作原理整個系統(tǒng)的結構圖以及功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互內容如上圖示。專家級SIMPACK RT直接運行在SIMulation Workbench的Linux實時內核系統(tǒng)上，實現(xiàn)對復雜車輛動力學的實時仿真。系統(tǒng)以UDP為框架通訊協(xié)議。SIMPACK RT的車輛動力學模型獲取駕駛操縱系統(tǒng)操縱桿的位置信息，輸出儀表信息和運動部件的變換矩陣給圖形顯示系統(tǒng)。同時，動力學模型會輸出防護艙的振動信號，通過UDP協(xié)議傳遞給運動平臺，從而驅動其呈現(xiàn)真實的防護艙振動。最后試驗管理系統(tǒng)包含有人機控制交互

25、界面、數(shù)據(jù)顯示、后處理及記錄以及虛擬場景的觀察、回放等。系統(tǒng)可以實現(xiàn)硬件在環(huán)的被測ECU試件的實時性能測試，如上圖的1.2硬件在環(huán)部分說明，以車輛系統(tǒng)的自動限速控制單元為例。硬件在環(huán)的ECU控制單元通過讀取車輛動力學模型的相關物理參變量（車速、側向加速度、側傾剛度等）以及駕駛員的狀態(tài)信息，可以自動判斷出車輛是否處于危險的超速狀態(tài)，如果已經(jīng)超速，硬件在環(huán)的ECU控制單元將直接對整車動力學系統(tǒng)進行控制協(xié)調，例如可以通過對發(fā)動機和制動系統(tǒng)，來降低車速，避免出現(xiàn)危險駕駛工況。同時具備車輛關鍵信號參數(shù)實時模擬、故障模擬和自動測試的功能4.2 總體方案“主動安全半實物仿真系統(tǒng)”軟件開發(fā)部分，涵蓋整個系統(tǒng)的

26、硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)和動力學仿真及試驗管理系統(tǒng)兩個分系統(tǒng)。根據(jù)軟硬件開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)交互關系，軟件開發(fā)部分可細分為動力學建模、硬件在環(huán)仿真、虛擬測試環(huán)境、試驗管理、主控室監(jiān)控等五個子系統(tǒng)。軟件開發(fā)不同系統(tǒng)之間的工作流程和數(shù)據(jù)導向如下圖所示。4.2.1 七自由度系統(tǒng)配置了七自由度運動系統(tǒng)的主動安全半實物試驗系統(tǒng)，能很逼真的給乘員提供行駛過程中加速、減速、俯仰、側傾、沖擊、抖振、顛簸等運動感覺，特別是第七個自由度能真實的模擬汽車在極端打滑時產生的大位移橫向側滑，或緊急避讓行駛時的動態(tài)特性。七自由度運動系統(tǒng)是在6m的直線運動機構上，疊加一個六自由度運動系統(tǒng)。汽車模擬防護艙安裝在六自由度平臺上，直線運動

27、方向與六自由度的Y向（橫向）一致。4.2.2 硬件在環(huán)實時仿真系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真子系統(tǒng)，是“主動安全半實物仿真系統(tǒng)”試驗對象的軟硬件支撐模塊，主要由SIMulation Workbench、SIMPACK RT、Linux操作系統(tǒng)組成。其中，SIMulation Workbench提供SIMPACK RT實時仿真模塊運行的硬件和軟件支撐，提供與車輛動力學模型、駕駛艙駕駛操縱信號（輸入）、自由度平臺運動目標姿態(tài)量（輸出）、主動安全ECU、故障注入模塊、虛擬試驗環(huán)境、試驗管理等其他子系統(tǒng)連接的硬、軟件接口，具備仿真試驗實施及控制功能。硬件在環(huán)仿真子系統(tǒng)內部結構及與其他相關子系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互關系如下圖所示

28、。4.2.3 動力學及試驗管理系統(tǒng)4.2.3.1 動力學建模子系統(tǒng)動力學建模子系統(tǒng)，是“主動安全半實物仿真系統(tǒng)”試驗對象的構建模塊，為系統(tǒng)提供多軸特種車輛數(shù)字化模型。該子系統(tǒng)在Simpack軟件環(huán)境下利用二次開發(fā)構建，由Simpack軟件環(huán)境和車身、動力、傳動、懸架、輪胎、操縱、路面等車輛子系統(tǒng)建模模板集和子模型裝配工具組成。Simpack軟件及動力學建模子系統(tǒng)安裝在高性能圖形工作站上。動力學建模子系統(tǒng)以半實物仿真控制系統(tǒng)接受的駕駛操縱信號為輸入量，以方向盤轉角、輪速、車速、發(fā)動機轉速和車身姿態(tài)（橫向、縱向、垂向、俯仰、橫擺和側傾）等運動參量的模擬仿真數(shù)據(jù)為輸出量，該輸出量同時又作為輸入量驅動

29、七自由度平臺運動。動力學建模子系統(tǒng)內部結構及輸入輸出量如下圖所示。4.2.3.2 虛擬測試環(huán)境虛擬測試環(huán)境子系統(tǒng)，由rFpro軟件環(huán)境構建，為“主動安全半實物仿真系統(tǒng)”提供虛擬測試環(huán)境。主要為功能為：（1）為SIMPACK RT車輛動力學實時仿真模型提供路面模型數(shù)據(jù)，以獲取車輛在虛擬測試路面行駛時的位置、姿態(tài)、速度和加速度等信號；（2）為主動安全ECU測試提供干擾車輛、行人、交通指示標志、障礙物等車輛行駛隨機干擾因素，提供主動安全ECU測試外部環(huán)境；（3）為駕駛模擬艙顯示終端提供同步、動態(tài)更新的環(huán)境數(shù)據(jù)，使司乘人員能夠感受到逼真的駕駛環(huán)境。虛擬測試環(huán)境與其他子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互如下圖所示。4.2.

30、3.3 試驗管理試驗管理系統(tǒng)負責對整個系統(tǒng)的管理和調度，包括試驗的開始、車輛模型型號選擇、工況選擇、系統(tǒng)聯(lián)調聯(lián)試、模型調試、運行狀態(tài)觀察（運動平臺）和檢測、對艙內駕駛員操縱狀態(tài)的監(jiān)控及對數(shù)據(jù)的再現(xiàn)和后處理等，具備整個系統(tǒng)的急停功能。試驗管理子系統(tǒng)在SIMulation Workbench平臺下開發(fā)，區(qū)分為登錄及角色管理、虛擬試驗搭建、試驗安全性評估、試驗狀態(tài)監(jiān)控與回放、試驗數(shù)據(jù)處理、試驗數(shù)據(jù)存儲、試驗控制等模塊組成。試驗管理子系統(tǒng)可以與動力學建模、硬件在環(huán)仿真、虛擬測試環(huán)境、七自由度運動平臺、駕駛模擬器等子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，并實時監(jiān)測試驗情況，以實現(xiàn)對多軸特種車輛虛擬測試的管理和試驗調度功能。

31、試驗管理系統(tǒng)框架結構如下圖所示。4.2.3.4 主控室監(jiān)視子系統(tǒng)主控室監(jiān)視子系統(tǒng)由顯示終端、監(jiān)控系統(tǒng)、物理急停按鈕、對講系統(tǒng)組成，主要功能為實時、動態(tài)顯示試驗狀態(tài)和管控試驗過程。其中，顯示終端主要用于動態(tài)顯示車輛運行狀態(tài)，包括駕駛員前視視景、后視鏡視角、車輛俯視視角等，及車輛運行狀態(tài)參數(shù)，如車輛行駛位置、速度、加速度等；監(jiān)控系統(tǒng)，主要用于觀察駕駛模擬艙內、七自由度運動平臺運行等情況；物理急停按鈕，用于突發(fā)情況或者緊急情況下快速終止試驗，按下按鈕后應在保證設備、人員安全的情況下停止；對講系統(tǒng)主要用于保證主控室和駕駛模擬艙之間的通話。4.2.3.5 數(shù)據(jù)通信協(xié)議系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議包括千兆以太網(wǎng)（UD

32、P協(xié)議）和CAN通信協(xié)議，分系統(tǒng)之間通過集成光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。其中，各分系統(tǒng)之間的通信協(xié)議如下圖所示。4.2.4 設備基礎設備基礎部分用于承擔試驗過程中設備的支反力和沖擊，整個系統(tǒng)的運行以及支撐，需要專業(yè)的地基施工，以保證大負載的順利運行。試驗系統(tǒng)中和地基相連的是軌道基座，待設備就位后，調整正確的方位和水平度，后進行專業(yè)的混凝土澆筑，使其和地基凝為一體，待混凝土完全固化后，加固地腳螺栓。4.3試驗類型承擔的主要試驗任務如下：4.3.1車輛整車動力學虛擬試驗包括動力性、機動性、操縱穩(wěn)定性和行駛平順性等。通過動力學仿真，對車輛各種性能做出預判和評估，提前規(guī)避設計缺陷。4.3.2主動安全模塊半實物試

33、驗包括自動限速模塊半實物試驗、自動防撞模塊半實物試驗、動態(tài)穩(wěn)定性模塊半實物試驗等。通過模擬車輛高速行駛、極限轉向、避障行駛等復雜道路工況，采用硬件在環(huán)技術（Hardware-in-the-loop，HIL），針對主動安全系統(tǒng)ECU，搭建半實物試驗環(huán)境，并通過駕駛員實際操縱反饋，實現(xiàn)對主動安全系統(tǒng)中控制策略、控制算法、設計參數(shù)的在線調試。4.3.3主動安全系統(tǒng)半實物聯(lián)合試驗通過模擬車輛行駛過程中典型工況、極限工況和惡劣工況，對主動安全系統(tǒng)的單個或多個ECU進行半實物試驗，實現(xiàn)對主動安全控制策略的研究和發(fā)射平臺行駛安全性的研究?？蛇x擇通過實際駕駛員的操作反饋，完成基于人-機-環(huán)回路的真實工況的考察

34、評估；也可編寫測試腳本將測試步驟固化，并通過故障注入，進行標準化測試和多方案比較。4.3.4車輛行駛安全性模擬和評估在多工況虛擬試驗或半實物試驗的基礎上，對車輛行駛安全性進行綜合分析和評估。4.3.5制動系統(tǒng)與主動安全模塊臺架可靠性試驗和評價結合故障模擬、半實物試驗和可靠性分析手段，對制動系統(tǒng)和主動安全模塊進行半實物臺架可靠性試驗和評價。4.4試驗連接/安裝方法試驗系統(tǒng)得最上部，是整個人在環(huán)系統(tǒng)的核心防護艙，防護艙里面主要放置駕駛艙，駕駛艙和防護艙通過連接裝置安裝到七自由度運動平臺上。整個運動平臺，通過導向裝置安裝到鑄鐵基座上。設備基礎部分用于承擔試驗過程中設備的支反力和沖擊，整個系統(tǒng)的運行以

35、及支撐，需要專業(yè)的地基施工，以保證大負載的順利運行。軌道基座待設備就位后，調整正確的方位和水平度，后進行專業(yè)的混凝土澆筑，使其和地基凝為一體，待混凝土完全固化后，加固地腳螺栓。5. 分系統(tǒng)設計方案5.1七自由度運動系統(tǒng)配置了七自由度運動系統(tǒng)的主動安全半實物試驗系統(tǒng)，能很逼真的給乘員提供行駛過程中加速、減速、俯仰、側傾、沖擊、抖振、顛簸等運動感覺，特別是第七個自由度能真實的模擬汽車在極端打滑時產生的大位移橫向側滑，或緊急避讓行駛時的動態(tài)特性。自由度運動系統(tǒng)結構圖七自由度運動系統(tǒng)是在6m的直線運動機構上，疊加一個六自由度運動系統(tǒng)。汽車模擬防護艙安裝在六自由度平臺上，直線運動方向與六自由度的Y向（橫

36、向）一致。整機外形示意圖如上所示。七自由度運動系統(tǒng)的整體外形尺寸為23.0m（長）4.6m（寬）4.937m（停機高度）：橫向自由度兩條軌的軌距：2.55米；設備運行最大高度：5.937米。各部分的重量及總重量 ：l 運動平臺以上重量運動平臺以上重量包括艙體、駕駛室、室內操縱部件、儀表、座椅、人員以及視景系統(tǒng)、通風（或空調）、線纜等所有有效載荷，總重量為4.5噸。l 軌道以上的重量軌道以上的重量包括運動平臺、下平臺、6套鉸支座、6套電動缸、直線運動驅動電機、小齒輪、滑塊、線纜、拖鏈以及運動平臺以上4.5噸重量，共計為14噸。5.1.1運動組件5.1.1.1六自由度平臺依據(jù)運動指標估算了運動平臺

37、以上的總載荷（4.5t）和轉動慣量，經(jīng)過運動學、動力學仿真分析，根據(jù)平臺的三個線位移和三個角位移確定了電動缸的幾何尺寸、電動缸的行程以及并聯(lián)機構的空間幾何參數(shù)：l 運動機構上三個鉸支座的中心線均以120的圓心角均布分布在直徑為2.4m的圓周上l 下平臺上三個鉸支座的中心線均以120的圓心角均勻分布在直徑為3.4m的圓周上l 平臺停機高度2.216ml 平臺處于最低位置時，電動缸與地面夾角47.9l 運動平臺厚度0.4ml 電動缸行程0.94m七自由度運動坐標系與數(shù)學模型在六缸支撐的運動系統(tǒng)中，可定義運動坐標系和固定坐標系，如下所示：運動坐標系固聯(lián)在運動平臺上，其X-Y平面位于六臺電動缸上耳軸中

38、心所在平面內，Z軸垂直向下，（右手系）坐標系原點位于上三點所在圓的圓心。固定坐標系固聯(lián)在固定平臺上，其X-Y平面位于六臺電動缸下耳軸中心所在平面內，Z軸垂直向下（右手系）坐標原點位于下三點所在圓的圓心。動坐標系與定坐標系的原點位于同一鉛垂線上，故兩個坐標系是平行的。六自由度運動是指運動平臺分別沿動坐標系的X、Y、Z軸的平動運動和分別繞X、Y、Z軸的轉動運動。將繞X軸的轉動定義為俯仰，將繞Y軸的轉動定義為側傾，將繞Z軸的轉動定義為航向，如上圖所示。七自由度平臺最大線位移和最大角位移的計算機仿真分析根據(jù)電動缸的結構尺寸和平臺六缸并聯(lián)機構的空間幾何尺寸，建立運動坐標系內的運動學模型，編制了相應的仿真

39、軟件，計算出本七自由度運動系統(tǒng)能實現(xiàn)的最大線位移和最大角位移：l 縱向：-0.83m，0.73ml 橫向：6.71ml 垂向：-0.52m，0.565ml 俯仰：-26.074，27.118l 側傾：26.958l 橫擺：35.9運動平臺是一套并聯(lián)機構，標準的運動平臺由機構的固有特點決定了縱向、橫向、垂向三個線運動自由度中垂向運動的位移量是最小的。若要達到垂向位移0.78m，則縱向、橫向位移可達1.1m以上，電動缸的行程需1.4m以上（本方案電動缸行程僅需0.94m）。最主要的原因是，根據(jù)我們多年生產用于坦克駕駛模擬器、裝甲車駕駛模擬器、汽車駕駛模擬器和大型特種車駕駛模擬器的運動系統(tǒng)的經(jīng)驗，對

40、于路面行駛的各類車輛模擬器，垂向位移達到0.35m就足以滿足垂向動感模擬的需要。道路行駛的車輛，垂向運動絕大部分是顛簸、抖振等高頻率、小位移動感。所以從動感需求和設備緊湊兩個方面考慮，-0.52m、+0.565m的垂向運動位移足以滿足提供動感的要求，并且還有很大裕量。所需電動缸推(拉)力、缸速的計算機仿真分析根據(jù)平臺最大速度、最大加速度以及平臺以上總載荷、轉動慣量進行了運動學和動力學仿真分析。仿真結果為： 電動缸峰值缸速為0.797m/s 電動缸峰值推(拉)力為40357.6N上述關于平臺線位移、角位移的仿真和電動缸推拉力、缸速的仿真結果作為臺體結構細化設計、電機選型和電動缸結構設計的依據(jù)。根

41、據(jù)二百多臺各類運動平臺的生產經(jīng)驗，該仿真結果與產品最終性能高度吻合。交流伺服系統(tǒng)電動運動平臺的關鍵部件是交流伺服電機、伺服驅動器和電動缸。選擇先進的永磁同步無刷伺服電機以及與之配套的全數(shù)字式伺服驅動器，構成交流伺服系統(tǒng)。采用特殊結構設計的電動缸，來構成機電式伺服作動筒。該作動筒具有運行平穩(wěn)、快速響應、大加速度、寬頻帶、長壽命等優(yōu)點，為整機性能提供了有力的保障。（1）電動缸l 缸筒外徑：約180mml 電動缸桿徑：約85mml 行程：950mml 絲杠導程：16mml 能承受的最大推力：60000Nl 傳動效率：90%（2）滾珠絲杠選用經(jīng)過定制的高速、靜音、重載滾珠絲杠，采用球保持架的結構形式，

42、該形式可消除鋼球之間的碰撞和相互摩擦并提高潤滑脂的保持性，因而實現(xiàn)了低噪音、低扭矩變動以及長期運行而免維護。（3）交流伺服電機選用經(jīng)過定制的永磁同步無刷伺服電機，它的主要技術參數(shù)如下所示：l 額定扭矩：135.94Nml 峰值扭矩：210Nml 額定轉速：3000rpml 最高轉速：3600rpml 額定功率：42kWl 轉自慣量：0.009kgm2l 旋轉編碼器精度：1024線/轉l 絕緣等級：F級l 防護等級：IP-54該電機采用高性能釹磁體，具備無槽定子設計，消除了電機中的所有止動力矩，能提供極平穩(wěn)的運動，這種無槽設計使其具有較高的轉子慣量，非常適合六自由度仿真平臺仿真試驗，適合具有高慣

43、性負載和大加速的應用場合。電機的連接器和軸密封都具有IP54防護等級，符合CE（LVD）標準，具有斷電抱閘、過壓、過載、過熱、短路等安全保護功能。（4）伺服驅動器與伺服電機配套的伺服驅動器是一款智能化的伺服驅動器，它以全數(shù)字化的方式控制著電機運行的功率、速度和位置。只要將系統(tǒng)的相關參數(shù)，如電機類型、供電電壓、電機電流、負載運動慣量、輸出級溫度、通信速率等輸入驅動器，則數(shù)字信號處理器DSP將自動計算控制器的最佳參數(shù)，并以快速、穩(wěn)定的方式建立所有的控制環(huán)。高性能的CPU保證了快速的閉環(huán)控制和系統(tǒng)中元件參數(shù)的精確調節(jié)，使伺服驅動器具有很高的動態(tài)特性和運動穩(wěn)定性，并具有大峰值的力矩輸出。主要技術指標為

44、：l 輸出電流70Al 控制方式：正弦波PWM控制具有速度環(huán)、力矩環(huán)閉環(huán)控制l 供電方式：三相380V供電l 保護方式：具有過載、過熱、速度、加速度超限保護l PWM輸出級開關頻率達到10kHz，縮短了采樣時間，消除了數(shù)字系統(tǒng)典型的動態(tài)限制。l 功率和電流驅動能力可以使其在連續(xù)大電流高功率下運行。l 電流環(huán)可以適配電機的特性，帶有補償和相移糾正程序。l 速度環(huán)帶寬達200Hz，三個數(shù)字濾波器可以使系統(tǒng)然閉環(huán)增益達較高值，從而達到最小過沖量、更強的剛性、更高的動態(tài)響應和優(yōu)秀的伺服控制性能。l 功率自動優(yōu)化算法可以在電機轉速增加時自動增加轉矩，直到最高額定速度，使電機的轉矩常數(shù)可以達到更高的數(shù)值。

45、l 交流伺服系統(tǒng)的在線監(jiān)測與故障診斷。通過伺服驅動器上的COM口可以在線監(jiān)測系統(tǒng)運行參數(shù)，如電機電流曲線與數(shù)值，電機轉速曲線與數(shù)值，電機功率與利用率曲線與數(shù)值，以及電動缸位移曲線與數(shù)值，通過COM口還可以診斷電機運行的各種故障狀態(tài)。伺服驅動器與伺服電機、實時控制計算機以及電源濾波器等的邏輯關系如下所示：驅動器與電機之間的參數(shù)自動配置，對驅動進行參數(shù)選擇和設置，監(jiān)視驅動器和電機的運行狀態(tài)，如驅動器的工作電壓、電流、電機轉速等。同時可以對驅動器和電機進行獨立操作。為驅動器提供電源動力為驅動器提供所需直流電源對伺服電機進行PWM控制，可對電機進行位置、速度、力矩等控制驅動器對電機進行閉環(huán)控制實時控制

46、計算機得到驅動器編碼器信號、工作正常信號，向驅動器發(fā)出速度控制信號動力電源24VDC伺服驅動器濾波器編碼器反饋實時控制計算機測試計算機剎車電阻伺服電機電動缸的缸速、推拉力和控制精度交流伺服系統(tǒng)輸出的轉速、扭矩與絲杠導程、編碼器精度等技術參數(shù)，決定了電動缸的推拉力，缸速和控制精度。l 電動缸額定缸速（由電機轉速和絲杠導程所決定）3000/600.0160.8(m/s)l 電動缸額定推拉力（由電機扭矩和絲杠導程所決定）根據(jù)串聯(lián)式電動缸推拉力扭矩計算公式：F=5529.2M/P其中：F電動缸推拉力（N）M電機扭矩（Nm）P絲杠導程mmF5529.2135.94/1646977.5（N）l 電動缸峰值

47、推拉力（電機扭矩按額定扭矩的1.3倍計）F=46977.51.3=61070.7Nl 電動缸控制精度電動缸控制精度由旋轉編碼器和絲杠導程所決定。16/10240.015625（mm）由以上計算可見，電動缸的缸速、推拉（力）均滿足平臺速度、加速度指標對電動缸缸速和推（拉）力的要求。5.1.1.2六自由度平臺機械結構設計機械結構如上所示。上平臺上平臺是運動平臺的基本裝置，是整個測試設備的安裝基準。因此首先要保證上平臺的安全性和可靠性，在設計中充分的考慮到上平臺結構的強度和剛度，上平臺選用型材焊接成型，外形尺寸為5.5米（直徑）0.4米（高）。鉸支座運動平臺共有六組鉸支座，三組上鉸支座和三組下鉸支座

48、。鉸支座采用雙聯(lián)十字軸結構形式，其特點是承載能力強、擺動角度大、配合間隙小、傳動穩(wěn)定、運動靈活、維護保養(yǎng)方便。鉸支座是平臺運動的關鍵部位，在設計中需對鉸支座中的部分件作了優(yōu)化設計，優(yōu)化設計的原則是不影響鉸支座整體的強度和剛度，還必須保證平臺在運動到極限位置不發(fā)生干涉。這樣不僅減輕了整個鉸支座的重量，縮小了體積，在性能上運動更靈活，傳動更穩(wěn)定。鉸支座軸承鉸支座軸承（十字軸關鍵件）選用圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承獨特的滾子與滾道的線性接觸修正技術有效地防止了軸承邊緣應力集中的問題。運動平臺運動機構設計按照上、下鉸分布圓半徑進行運動機構設計。上平臺上的三組上鉸支座沿直徑2400mm的圓周上120均布，

49、三組下鉸支座沿直徑3400mm的圓周上120均布（如上所示）。5.1.1.3六自由度平臺有限元分析（1）六自由度平臺運動學分析利用三維軟件建立運動平臺的實體模型，并按照上、下鉸分布圓半徑進行合理組裝。（2）六自由度平臺主要組成部分靜力學分析計算（詳見5.3章節(jié)）5.1.1.4側向運動自由度第七自由度采用電機減速機驅動，與常用的機床相比，它又具有載荷大速度高等特點，因此，需要精心設計、精心選型、精心施工（1）組成及說明設備由兩組固定基座、三臺直線滑動小車、電機減速機驅動系統(tǒng)、齒輪齒條、集中潤滑系統(tǒng)、潤滑用毛氈輪、拖鏈組件、阻尼器組件等組成。固定基座通過多支地腳螺栓與鋼筋混凝土地基內的預埋件固聯(lián)，

50、保證運動平臺運行穩(wěn)定。三臺直線滑動小車通過高強度連接螺栓與六自由度平臺的下平臺連接緊固，為了防止六自由度平臺在高速度運行的工況下，高強連接螺栓會受到的慣性力而產生剪切的可能，我們在下平臺與小車的連接法蘭處設計有抗剪切力的鍵，從而保證在運行過程的穩(wěn)定與安全。另外，由于設備運行速度快，整體質量大，運行過程中產生的慣量大，所以在設備運行的有效行程外，設計有用于緩沖的阻尼器，阻尼器基座與設備固定基座的安裝原理一樣，設計時保證阻尼器基座的足夠強度和剛度。同時，電機減速機驅動齒輪，齒輪與齒條嚙合，齒條固定在設備基座上，電機減速機和齒輪同設備一起運動，考慮到設備運行的速度快，齒輪齒條的潤滑很重要，所以設計有

51、集中潤滑站，并配有毛氈輪為齒輪齒條進行潤滑，從而使齒輪齒條的性能發(fā)揮到最佳。1) 三維模型效果圖整體三維模型效果圖如下所示。2) 側向自由度4電機布局圖a) 電機布置三維模型圖如下所示：電機布置三維模型圖：加軌道中心距：2.55b) 電機布置三視圖如下所示c) 電機減速機與齒輪齒條的布置如下所示：3) 運動原理實現(xiàn)橫向平移的原理是由電機帶動電動缸驅動系統(tǒng)實現(xiàn)臺體的第七自由度運動驅動六自由度平臺橫向運動，電機減速機和齒輪與六自由度平臺固定在一起，其運動原理是電機減速機驅動齒輪，齒輪與齒條嚙合，三臺直線滑動小車帶動六自由度平臺沿著滾道作直線運動。（2）關鍵件的說明1) 設備基座設備基座是七自由度的

52、承我主體，根據(jù)速度、加速度指標，同時考慮基座的加工工藝，采用鑄件，其特點是承載能力強，力學性能好，容易加工。鑄件完成后，通過數(shù)機床在基座上加工與齒條、滾輪導軌地基基礎等的加工面及連接孔，每條20米的基座在安裝時需要由4塊5米長的基座板拼接而成，這樣對基座的平面度、直線度，以及兩組基座的平行度都有嚴格的要求。要滿足安裝的精度，首先需要延控機末的加工精度，還需要一支專業(yè)的安裝隊伍，嚴格的安裝工藝和精密的試設備，通過專業(yè)技術人員的裝配調整，才能保證整機的安裝精度。三維模型如下所示：2) 直線滑動小車3) 直線滑動小車小車的分布l ABC三組直線滑動小車，分別對應六自由度平臺的三組下鉸支座組件位置，這

53、樣可以合理有效的分擔負載；l 三組直線滑動小車與下平臺通過高強螺栓的連接以及定位鍵的定位，與下平臺構成了一個整體來承載六自由度平臺的負載；l 在三組直線滑動小車的底部分別鋪設有運行軌道，軌道選用合金結構鋼，經(jīng)淬火后硬度可達到HRC58-62；l 小車在軌道上行走，l 直線滑動小車由車體、滾輪軸組件、滾輪軸承等組成，每組小車共有8套滾輪軸承，滾輪軸承的外形為球面，在與滾動導軌接觸時為點接觸，所以可以滿足大的速度，而且承載力也大，與滑動軸承相比，有以下優(yōu)點： 滾輪軸承的摩擦系數(shù)比滑動軸承小，傳動效率高。一般滑動軸承的摩擦系數(shù)為0.08-0.12，而滾輪軸承的摩擦系數(shù)僅為0.001-0.005； 滾

54、輪軸承已實現(xiàn)標準化、系列化、通用化,適于大批量生產和供應，使用和維修十分方便； 滾輪軸承用軸承鋼制造，并經(jīng)過熱處理。因此，滾輪軸承不僅具有較高的機械性能和較長的使用壽命，而且可以節(jié)省制造滑動軸承所用的價格較為昂貴的有色金屬； 滾輪軸承內部間隙很小，各零件的加工精度較高。因此，運轉精度較高。同時，可以通過預加負荷的方法使軸承的剛性增加，這對于精密機械是非常重要的； 某些滾輪軸承可同時承受徑向負荷和軸向負荷。因此，可以簡化軸承支座的結構； 由于滾輪軸承傳動效率高，發(fā)熱量少。因此，可以減少潤滑油的消耗，潤滑維護較為省事； 滾輪軸承可以方便地應用于空間任何方位的鈾上。4) 拖鏈的選型拖鏈選型參考由于平

55、臺的橫向移動自由度速度快，加速度大，驅動平臺運動的電器件的電需要拖鏈固定行走，保證電器元件的安全，從而保證個運行穩(wěn)定，所以拖鏈的選擇很重要，選擇定制的鏈條產品，根據(jù)平臺橫向移動的速度、行程以及線纜的直徑、數(shù)量，最終確定選型。1) 廠家：杭州佳吉傳動設備有限公司2) 型號：JC1200-662-600 X 200003) 主要功能與技術指標： 長度 20m 最大速度 5m/s 有效行程 12m 負載1，三相380V動力電纜，外徑65mm，彎曲半徑487.5mm，長20m，共6條； 負載2，三相380V動力電纜，外徑39.5mm，彎曲半徑296.25mm，長20m，共6條； 負載3，視頻信號線，音頻信號線，控制信號線，傳感器反饋信號線，通訊網(wǎng)線，地線各20m，共計180根。 三相220V 電纜，長20m，3套 拖鏈彎曲半徑 R 600mm 拖鏈長度 20000mm 行程 12000mm 拖鏈內寬 622mm 拖鏈外寬 818mm 拖鏈高 310