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發布時間：2021-09-01 14:27
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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。
6D動感平臺分析
首先我們來講講六自由度是什么，6個自由度分別為：沿x軸平移，沿y軸平移，沿z軸平移，繞x軸轉動，繞y軸轉動，繞z軸轉動。
六自由度搖擺平臺的下平臺安裝在地面上，上平臺為運動平臺，它由六只電動缸支承，運動平臺與電動缸采用六個虎克鉸連接，電動缸與固定基座采用六個虎克鉸連接，六只電動缸采用伺服電機驅動的電動缸。
計算機控制系統通過協調控制電動缸的行程，實現運動平臺的六個自由度的運動，即笛卡爾坐標系內的三個平移運動和繞三個坐標軸的轉動。
6D動感平臺平臺操作維護注意事項
六自由度平臺在運行過程中，系統實時檢測電動缸行程，對于行程極限、速度極限、加速度極限以及可能出現的不良沖擊能夠實行限位和保護；具有過載保護、過流保護、過壓保護和短路保護；若電源故障突然斷電時，伺服電機可自動抱閘，使平臺保持現有姿態靜止，防止沖擊?；謴凸╇娭匦聠雍蟊ＷC可正常工作。
六自由度平臺設置“緊急停止”功能，一旦實施緊急制動，則運動平臺即刻停止運動，保持現有姿態靜止?，F將系統日常維護注意事項列舉如下：
a、主控制柜維護：
(a）、開機前，請檢查系統 380v電源是否正確接入，若輸入電源不正常，禁止開機。
(b）、每隔 1000 工作小時，需對控制柜進行檢查，主要包括絕緣性檢查，電纜、螺栓老化性檢查等。
(c）、為確保平臺電控柜干燥，系統連電周期不應超過 15 天。若連續停機超過 15 天，開機前需對控制柜進行絕緣性檢查。
b、油脂潤滑系統
每隔 2000個工作小時，檢查油脂是否過少并及時補充。為了保證潤滑的充分，須使用專門的工具向其中補充潤滑脂。
