6D动感平台设计承诺守信「多图」

6D动感平台

在航空航天、工业自动化等领域有很多承受复杂交变载荷的重要结构件，为保证设备的长时间稳定运行，需要在结构件装配工作之前进行多自由度加载疲劳测试。六自由度加载平台的任务便是来模拟试件运行过程中的受力环境，对保证试件运行的安全、稳定性有非常重要的作用。本设计对基于六自由度并联机构的加载平台进行了研究。

本文首先介绍了六自由度加载平台基本原理与结构组成，对六自由度并联机构进行数学建模和位姿正解/逆解的推导。然后使用 Matlab 和 Autodesk Inventor 建立了六自由度加载平台的机械结构模型，并对其进行运动，实现了单自由度、多自由度运动情况下位姿逆解、位置式 PID 控制、位姿迭代求正解和工作空间求解等。

之后，根据设计需求对机电系统（电机、伸缩杆、力传感器等部件）、控制系统（上位机控制系统、下位机控制系统、通信系统）进行了机电元器件选型，完成了基于STM32的六自由度加载平台控制系统的硬件、软件和界面（GUI）设计，实现了控制系统与Matlab平台控制与通信、力传感器信号调理与采集、伺服电机数据采集与闭环控制、系统运行状态检测与预警等功能。

本设计综合了机械建模、数学建模、运动、Simulink 、电路设计、嵌入式软件设计对六自由度加载平台进行了研究，完成了六自由度加载平台电气系统的设计与调试准备，为今后的六自由度加载平台实物调试奠定了一定基础。

6D动感平台分析　　

首先我们来讲讲六自由度是什么，6个自由度分别为：沿x轴平移，沿y轴平移，沿z轴平移，绕x轴转动，绕y轴转动，绕z轴转动。

六自由度摇摆平台的下平台安装在地面上，上平台为运动平台，它由六只电动缸支承，运动平台与电动缸采用六个虎克铰连接，电动缸与固定基座采用六个虎克铰连接，六只电动缸采用伺服电机驱动的电动缸。

计算机控制系统通过协调控制电动缸的行程，实现运动平台的六个自由度的运动，即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动。

6D动感平台的基本功能

六自由度摇摆平台的基本功能有哪些？包括运动姿态模拟、运动参数设定和运动信息显示功能这三个功能，下面来看看具体的分析介绍。

1、运动姿态模拟

电动六自由度摇摆平台具有六个自由度的运动，可以完成其可达运动空间内的任意运动姿态模拟。六个自由度的运动既可以单独动作，也可任意多个自由度组合运动。

2、运动参数设定

摇摆平台运动前，可先根据要求设定摇摆平台的运动参数，设置参数包括：运动自由度选择、所选自由度的运动规律、所选自由度的运动幅值、所选自由度的运动频率、摇摆平台上运动平台的回转中心。

3、运动信息显示功能

摇摆平台上位机软件还可实时显示摇摆平台当前的运动状态，摇摆平台运动姿态的三维动画显示；摇摆平台六根电动缸的实时运动速度、位移曲线显示；摇摆平台六根电动缸的运动位置实时数据显示。

6D动感平台概述

“六自由度”电动模拟体育训练系统，可以让运动员站在平台上，在程序指令的控制下，切身体验高速滑行的落差感，以及及时纠正滑行姿态和过旗门的细节动作，从而能够提升自身的竞技水平。更为重要的是，远动员不仅降低了长途远征的时间成本，***的仪器也能保证每名队员在短时间内可进行反复训练，同时还不受自然环境的影响。