六自由度運(yùn)動平臺設(shè)計方案-文庫吧
2025-04-18 03:17 本頁面
【正文】 YPT采用某項(xiàng)目3號電動作為運(yùn)動平臺動作執(zhí)行終端，并可利用庫存的六臺DC24V直流有刷減速電機(jī)為之配套。電動缸主要技術(shù)指標(biāo)：1）最大推拉力不小于6000N；2）行走速度：18mm/s；3）最大行程：370mm；4）電動缸不自鎖；直流有刷減速電機(jī)技術(shù)指標(biāo)：1）電壓范圍：允許在20VDC~28VDC范圍內(nèi)工作；2）額定電壓：24VDC；3）最大電流：在額定電壓24VDC，額定負(fù)載12Nm條件下，電流≤40A。4）最低轉(zhuǎn)速：在額定電壓24VDC，額定負(fù)載12Nm條件下，減速器輸出轉(zhuǎn)速不小于410rpm；5）額定負(fù)載：減速電機(jī)額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩為12Nm；6）工作方式：連續(xù)工作時間3min，間隙時間5min；7）電氣接口：接口方式采用航空插座，航空插座型號：XCE22F4K1D1，電機(jī)出線與插座接線關(guān)系為“﹢”接1號針腳，“”接2號針腳。控制軟件采用位置反解算法，即通過平臺的姿態(tài)反算六支電動缸的長度，通過PCI1716接收電阻尺反饋的位置指令，根據(jù)計算出來的長度和反饋指令通過PCI1723向驅(qū)動器發(fā)送模擬量速度指令，控制電動缸運(yùn)動到指定長度。 原理樣機(jī)技術(shù)參數(shù) 序號指標(biāo)實(shí)際情況備注1載荷1T未進(jìn)行試驗(yàn)測試2平移速度10mm/s~15mm/s3旋轉(zhuǎn)速度176。/s4X，Y軸平移范圍177。300mm5Z軸平移范圍177。160mm6X，Y軸轉(zhuǎn)動范圍177。20176。7Z軸轉(zhuǎn)動范圍177。30176。 原理樣機(jī)存在問題超調(diào)問題：電動缸運(yùn)行到位后超調(diào)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，初步分析為電機(jī)特性較差引起的，但不排除算法及PID參數(shù)存在問題；臺體結(jié)構(gòu)晃動：當(dāng)電動缸處于停止運(yùn)動后，上臺面人為晃動存在時，存在較大晃動量，初步分析原因?yàn)樯掀脚_使用的球籠聯(lián)軸器間隙過大造成的。3 優(yōu)化方案針對原理樣機(jī)中出現(xiàn)的問題，在盡量少修改原理樣機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行優(yōu)化，使其性能得到提高，并能完成六自由度的搖擺及聯(lián)動等動作。 伺服系統(tǒng)優(yōu)化針對原電機(jī)超調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重的現(xiàn)狀，選擇帶反饋的伺服電機(jī)，使其和配套伺服驅(qū)動器構(gòu)成小閉環(huán)，以降低上位控制軟件的控制算法的難度。按照現(xiàn)有結(jié)構(gòu)允許的安裝空間只能選擇外徑在70mm以內(nèi)的伺服電機(jī)及減速器，初選松下MHMD042G1V功率為400W的交流伺服電機(jī)作為動力源。按照電機(jī)輸出扭矩需要，選擇紐士達(dá)特型號為PF604的減速器，其外徑為60mm*60mm，效率為90%。，轉(zhuǎn)速為750rpm，絲杠導(dǎo)程為6mm，傳動箱減速比為2，推力不小于600kg滿足設(shè)計及使用要求。 控制系統(tǒng)優(yōu)化根據(jù)原理樣機(jī)中模擬量信號受干擾嚴(yán)重的現(xiàn)象，結(jié)合本次設(shè)計所選擇伺服系統(tǒng)，采用脈沖+方向指令作為控制指令，故需要選擇運(yùn)動控制卡，根據(jù)公司現(xiàn)在使用的運(yùn)動卡，選擇深圳眾為興公司型號為ADT856的運(yùn)動控制卡作為主控卡。根據(jù)原理樣機(jī)存在的問題，現(xiàn)將運(yùn)動平臺上平臺與電缸連接部分也更改為虎克鉸鏈，用以消除球籠聯(lián)軸器帶來的間隙。： 虎克鉸鏈?zhǔn)疽鈭D4 系統(tǒng)組成六自由度運(yùn)動平臺系統(tǒng)由測試軟件部分系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、動力電源系統(tǒng)、運(yùn)動平臺機(jī)械臺體組成。 系統(tǒng)組成框圖軟件部分主要包括用戶界面程序、伺服算法程序、PID參
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