六自由度运动平台设计哪家好

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六自由度运动平台方案设计报告
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4种形式的六自由度运动平台及其运动性能比较
优质期刊推荐一种新型六自由度运动平台的制作方法
专利名称一种新型六自由度运动平台的制作方法
技术领域本发明涉及一种运动平台结构，尤其涉及一种新型六自由度运动平台。
背景技术物体在空间具有六个自由度，即沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。六自由度运动平台是由六支作动筒，上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，借助六只作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度(X、Y、Ζ、α、β、Y)的运动。六自由度运动平台广泛应用在飞行模拟器、疲劳振动台等各种模拟器，振动台中，一般是由六支伺服油缸，上、下各六只万向球铰和上、下两个平台组成，下平台固定在地基上，借助两两交叉的六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度(X、Y、Ζ、Α、B、C)的运动，模拟出各种空间运动姿态；这种平台虽然结构简单、应用广泛，但它并不是真正的六自由度，因受平台结构型式限制，它在旋转轴上只能做一定角度的俯仰运动和左、右倾斜运动，无法在各个方向做360°旋转，且做任意简单动作时，都需要六支伺服油缸协调运动，控制复杂，精度不高。因此，结合以上分析，需要对现有技术有效创新。
针对以上缺陷，本发明提供一种可完全实现六自由度运动、能够极大地简化控制要求、同时也提高了控制精度的新型六自由度运动平台，以解决现有技术的诸多不足。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种新型六自由度运动平台，包括平面1、平面I1、平面III及滑块运动平台，所述平面I与水平地面之间通过旋转轴I固定连接，此平`面I以直线移动X轴为轴作旋转运动，位于平面I上设置有一个伺服作动器，该作动器一端固定在平面I上，另一端连接到滑块I上；
所述滑块I固定有旋转轴II，所述旋转轴II上固定平面II，此平面II以直线移动Z轴为轴作旋转运动，该平面II与旋转轴II相互垂直，所述平面II上装有第二支伺服作动器；
所述滑块II上又装有一旋转轴III，此旋转轴III上固定平面III，此平面III以直线移动Y轴为轴作旋转运动，位于平面III上又装有第三支伺服作动器，该作动器两端分别固定连接在平面II1、滑块运动平台，该滑块运动平台即为要控制出的平台。所述第二支伺服作动器两端分别连接该平面I1、滑块II，所述旋转轴III在空间上与旋转轴II垂直。本发明所述的新型六自由度运动平台的有益效果为:
⑴可实现在Χ、γ、ζ三维空间独立或联动作直线运动，也可沿任意的三维转轴A、B、C做任意角度或连续的旋转运动，三根转轴可交叉到一个空间点上，也可将一根或二根转轴移开，做有一定半径的空间离心运动，可模拟出各种切向加速度和法向加速度运动等复杂的六自由度运动；⑵在A、B、C中的每个旋转轴的垂直面上加一直线移动轴，再在该平面上积成另一组旋转轴和直线移动轴，再以第二平面积成第三旋转轴和直线移动轴，形成三轴X、Y、Z的直线运动和三轴A、B、C的旋转运动叠加,形成真正的六自由度运动，当需要简单运动，如单轴旋转时，只需调正其它轴到位后固定，再控制该单轴旋转即可，极大地简化了控制要求，同时也提高了控制精度。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。图1是本发明实施例所述新型六自由度运动平台结构示意图。图中:
1、旋转轴I ;2、平面I ;3、直线移动X轴；4、滑块I ;5、旋转轴II ;6、平面II ;7、直线移动Z轴；8、滑块II ;9、旋转轴III ; 10、平面III ; 11、直线移动Y轴；12、滑块运动平台；13、水平地面。
具体实施例方式如图1所示，本发明实施例所述的新型六自由度运动平台，包括平面I 2、平面
II6、平面III10及滑块运动平台12，所述平面I 2与水平地面13之间通过旋转轴I I固定连接，此平面I 2以直线移动X轴3为轴作旋转运动，位于平面I 2上设置有一个伺服作动器且作X轴运动，该作动器一端固定在平面I 2上，另一端连接到滑块I 4上；
所述滑块I 4固定有旋转轴II 5，所述旋转轴II 5上固定平面II 6，此平面II 6以直线移动Z轴7为轴作旋转运动， 该平面II 6与旋转轴II 5相互垂直，所述平面II 6上装有第二支伺服作动器且作Z轴运动，该伺服作动器两端分别连接该平面II 6、滑块II 8 ；
所述滑块II 8上又装有一旋转轴III9，此旋转轴III9上固定平面III10并且该旋转轴III9在空间上与旋转轴II 5垂直，此平面III 10以直线移动Y轴11为轴作旋转运动，位于平面III10上又装有第三支伺服作动器且作Y轴移动，该作动器两端分别固定连接在平面III10、滑块运动平台12，该滑块运动平台12即为要控制出的平台。由图可见，只要X、Y、Ζ、A、B、C联合移动，或逐一移动到某一姿态，滑块运动平台12即可处在我们所需的某一自由度上，假定P点在三条伺服油缸的推动下，假定X、Y、Z三个轴向位移分别为x、y、z，在旋转轴A、B、C上的旋转角度分别是a、b、c，由投影关系和相对座标关系，可列出P点的三维座标为:
X=x.sin a+y.sin cY=x.cos a+z.sin bZ=z.cos b+y.cos c
由上述公式，也可推论出X、Y、Z在伺服油缸的一定行程内，可充满该三维空间并可沿任一空间轴旋转。以上实施例是本发明较优选具体实施方式
的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。
1.一种新型六自由度运动平台，包括平面1、平面I1、平面III及滑块运动平台，其特征在于:
所述平面I与水平地面之间通过旋转轴I固定连接，此平面I以直线移动X轴为轴作旋转运动，位于平面I上设置有一个伺服作动器，该作动器一端固定在平面I上，另一端连接到滑块I上；
所述滑块I固定有旋转轴II，所述旋转轴II上固定平面II，此平面II以直线移动Z轴为轴作旋转运动，该平面II与旋转轴II相互垂直，所述平面II上装有第二支伺服作动器；
所述滑块II上又装有一旋转轴III，此旋转轴III上固定平面III，此平面III以直线移动Y轴为轴作旋转运动，位于平面III上又装有第三支伺服作动器，该作动器两端分别固定连接在平面II1、滑块运动平台，该滑块运动平台即为要控制出的平台。
2.根据权利要求1所述的新型六自由度运动平台，其特征在于:所述第二支伺服作动器两端分别连接该平面I1、滑块II。
3.根据权利要求1所述的新型六自由度运动平台，其特征在于:所述旋转轴III在空间上与旋转轴II垂直。
本发明涉及一种新型六自由度运动平台，包括平面Ⅰ、平面Ⅱ、平面Ⅲ及滑块运动平台，所述平面Ⅰ与水平地面之间通过旋转轴Ⅰ固定连接，此平面Ⅰ以直线移动X轴为轴作旋转运动；所述滑块Ⅰ固定有旋转轴Ⅱ，所述旋转轴Ⅱ上固定平面Ⅱ；所述滑块Ⅱ上又装有一旋转轴Ⅲ，此旋转轴Ⅲ上固定平面Ⅲ。本发明有益效果为可实现在X、Y、Z三维空间独立或联动作直线运动，也可沿任意的三维转轴A、B、C做任意角度或连续的旋转运动，三根转轴可交叉到一个空间点上，也可将一根或二根转轴移开，做有一定半径的空间离心运动，可模拟出各种切向加速度和法向加速度运动等复杂的六自由度运动；极大地简化了控制要求，同时也提高了控制精度。
文档编号G09B25/02GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者马继刚, 宋建忠, 宋丽 申请人:上海朝田实业有限公司

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