六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案(完整版)
【正文】 部分為連接螺釘分布圓由直徑77mm變?yōu)橹睆?0mm，止口由直徑30mm變?yōu)?0mm，其他部分沒(méi)有變化。用戶界面程序采用VB或VC編寫(xiě)，界面友好，使用方便，可以接收用戶的鼠標(biāo)和鍵盤(pán)輸入，設(shè)置工作的模式，運(yùn)動(dòng)的曲線類型等（正弦、連續(xù)、圓弧等），可以接收外部的指令，使平臺(tái)在跟隨狀態(tài)下運(yùn)行。 伺服系統(tǒng)優(yōu)化針對(duì)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(dòng)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。/s4X，Y軸平移范圍177。圖3 虎克鉸鏈下固定板的連接（如圖4所示）圖4 電動(dòng)缸齒輪蓋下固定板與電動(dòng)缸用法蘭連接。下靜平臺(tái)虎克鉸鏈電動(dòng)缸上動(dòng)平臺(tái)球籠聯(lián)軸器圖1 六自由度平臺(tái)外形圖a）球籠聯(lián)軸器（如圖2所示）采用球籠鉸鏈與上平面連接。球籠鉸鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、易于維護(hù)。初選深溝球軸承型號(hào)61808（GB/T2761994），額定載荷Cr=，外徑D=52mm，軸承孔選用d=40mm，寬B=7mm。300mm5Z軸平移范圍177。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(dòng)力源。電控部分的作用是接收控制系統(tǒng)輸出的指令數(shù)據(jù)，并將其傳輸給伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)放大后控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)電動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)，并最終使臺(tái)體實(shí)現(xiàn)各種姿態(tài)。 本次設(shè)計(jì)選用PF604減速器，其輸出軸直徑為14mm小于原減速器輸出軸直徑18mm，同時(shí)考慮與減速器及伺服電機(jī)能夠連接的共用性，所以需要對(duì)電機(jī)齒輪重新設(shè)計(jì)加工。本次設(shè)計(jì)仍然采用位置反解的算法作為六自由度平臺(tái)的位置算法。在控制算法中采用了前饋的算法，使控制效果更平穩(wěn)、更精確。則電動(dòng)缸在額定速度下的額定推力約為684kg，最大推力為2000kg。，176。150mm177。/s22176。15平臺(tái)角度精度176。10176。++=。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路，電動(dòng)缸存在不安裝減速器，由伺服電機(jī)直接連接齒輪的工況，缸體部份及齒輪傳動(dòng)部分總效率按照70%計(jì)算時(shí)，則此時(shí)電動(dòng)缸的額定推力約為130kg，則平臺(tái)的載荷下降為216kg。2）六通道PID運(yùn)算模塊：在1ms的伺服周期內(nèi)，將反饋的信號(hào)和設(shè)置的信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算，得出輸出信號(hào)量。 連續(xù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 本設(shè)計(jì)將依次完成對(duì)YYPT平移、旋轉(zhuǎn)以及XY圓周運(yùn)動(dòng)三種運(yùn)行曲線。本次設(shè)計(jì)仍采用位置反解算法，通過(guò)平臺(tái)位置計(jì)算出各支電動(dòng)缸的長(zhǎng)度，采用運(yùn)動(dòng)控制卡作為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的指令發(fā)送器件，根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果發(fā)送6通道的脈沖+方向指令，用以控制6支電動(dòng)缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；將伺服電機(jī)尾端的編碼器數(shù)據(jù)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送至上位機(jī)，通過(guò)解算編碼器數(shù)據(jù)可知電動(dòng)缸當(dāng)前位置，電阻尺作為電動(dòng)缸絕對(duì)位置檢測(cè)，用以進(jìn)行電動(dòng)缸行程判讀，作為電氣限位保護(hù)使用。機(jī)械部分用于支撐負(fù)載，包括上平臺(tái)、上連接鉸、下連接鉸、電動(dòng)缸、支撐架、底座等。轉(zhuǎn)速為750rpm，絲杠導(dǎo)程為6mm，傳動(dòng)箱減速比為2，推力不小于600kg滿足設(shè)計(jì)及使用要求。20176。上下結(jié)構(gòu)（如圖5所示）上鉸點(diǎn)分布圓的半徑：Ra=432mm下鉸點(diǎn)分布圓的半徑： Rb=625mm上鉸相鄰鉸之間的距離：da=105mm圖5下鉸相鄰
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