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發布時間：2021-07-31 08:10
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6D動感平臺
在航空航天、工業自動化等領域有很多承受復雜交變載荷的重要結構件，為保證設備的長時間穩定運行，需要在結構件裝配工作之前進行多自由度加載疲勞測試。六自由度加載平臺的任務便是來模擬試件運行過程中的受力環境，對保證試件運行的安全、穩定性有非常重要的作用。本設計對基于六自由度并聯機構的加載平臺進行了研究。
本文首先介紹了六自由度加載平臺基本原理與結構組成，對六自由度并聯機構進行數學建模和位姿正解/逆解的推導。然后使用 Matlab 和 Autodesk Inventor 建立了六自由度加載平臺的機械結構模型，并對其進行運動，實現了單自由度、多自由度運動情況下位姿逆解、位置式 PID 控制、位姿迭代求正解和工作空間求解等。
之后，根據設計需求對機電系統（電機、伸縮桿、力傳感器等部件）、控制系統（上位機控制系統、下位機控制系統、通信系統）進行了機電元器件選型，完成了基于STM32的六自由度加載平臺控制系統的硬件、軟件和界面（GUI）設計，實現了控制系統與Matlab平臺控制與通信、力傳感器信號調理與采集、伺服電機數據采集與閉環控制、系統運行狀態檢測與預警等功能。
本設計綜合了機械建模、數學建模、運動、Simulink 、電路設計、嵌入式軟件設計對六自由度加載平臺進行了研究，完成了六自由度加載平臺電氣系統的設計與調試準備，為今后的六自由度加載平臺實物調試奠定了一定基礎。
六自由度平臺特點
我公司具有多年從事重載電動缸及伺服系統的理論基礎和生產經驗，在產品整個制造過程中，作到精心設計、精心生產、精心調試，這就保證我公司的產品具有好的質量，另外，多年累積的電動缸成熟經驗支撐我公司大負載電驅動六自由度平臺的設計與生產能力。
與市面上液壓六自由度平臺相比，我公司全電化六自由度平臺的主要優點在于安全、可靠、環保且便于維護，有效的解決了液壓的“跑”“冒”“滴”“漏”導致六自由度平臺臟不易清潔維護的問題和北方地區低溫環境下，液壓油凍油的問題。
公司在多年模擬器及六自由度平臺技術的基礎上，不斷改進優化，在大負載六自由度平臺的研究與制造取得重大專業計算機對數據的快速處理和計算，運動時可以實時反映負載的姿態變化。高速率六軸伺服控制系統，動作運行系統，較以前的運動系統有了很大的改善，使整機功能更加完善，操作界面更加簡單明了；采用標準的接口和電纜，使現場安裝和調試更加簡單。
大負載：市場普遍負載為5噸，我廠至高可達100噸；
可靠性：正常使用，可安全無故障使用10年或10萬次；
安全性：機械自鎖，安全可靠；
保障性：精密免維護，有專業售后團隊；
環境適應性：可適應各種惡劣環境；
性價比：質量、民品價格。
動感平臺簡介
各主要部分簡述如下：
本設備主要由以下部分組成：運動上平臺、下平臺(基座)、電動缸及伺服電機、驅動器系統、綜合控制及監測系統。
各自功能如下：
上平臺：是有效載荷的安裝基面，提供六自由度的搖擺運動。
下平臺：是六自由度搖擺臺的安裝基面，需要承受足夠大的沖擊力。
電動缸及伺服電機：通過控制電動缸活塞桿的行程，實現運動平臺臺體的六自由度運動，共6套。
驅動器系統：接收用戶控制指令，通過控制伺服電機的輸入，對伺服電機的輸出轉速和轉角進行控制，達到控制電動缸活塞桿出速度和行程的目的，共6套。
綜合控制監測系統：硬件為用戶計算機，軟件為研制方配合開發;同時，它還對平臺的運動過程進行監測，預防和處理系統的異常情況。
