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          3大利器輕松實現六自由度平臺的應用與開發

          文章出處:6dof 人氣:發表時間:2019-10-17 00:17

          TYT六自由度
                   飛行員駕駛著飛機在天空翱翔,他們是通過怎樣的訓練實現了“藍天夢”?宇宙飛船在天際與空間站精準對接,是什么確保分毫不差?
           
                    海軍在波濤洶涌的海面上有條不紊的戰斗,他們又是如何做到這樣的訓練有素?以上這些問題的答案,都與同一個設備有關——六自由度平臺(Stewart Platform)

          什么是六自由度平臺?
           
                  六自由度平臺其實就是一種并聯結構的運動平臺,由上平臺、下平臺、六個電動缸以及鉸接機構組成。本質上講,六自由度平臺是并聯機器人(Parallel Mechanism)的一種。1965 年,德國Stewart 發明了六自由度并聯機構,并將其作為飛行模擬器用于訓練飛行員。1978年澳大利亞著名機構學教授Hunt提出將并聯機構用于機器人手臂。并聯機構具有以下特點:
           
                   與串聯機構相比剛度大,結構穩定
           
                   承載能力大
           
                   微動精度高
           
                   運動負荷小;
           
                  在位置求解上,串聯機構正解容易,但反解十分困難,而并聯機構卻恰恰相反,正解困難,反解卻非常容易。
          精密六自由度平臺
          機器人在線實時計算需要計算反解,因此并聯式非常適合。將六自由度平臺的下平臺固定在基座上,通過對六個點動缸進行嚴格的同步插補控制,使其按照指定方式伸縮,完成平臺在空間六個自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的運動,從而模擬出各種空間運動姿態。
           
          針對六自由度平臺的3大利器
           
                   針對六自由度平臺,天譽科技提供標準的正解、逆解功能塊,調用十分方便,用戶只需要提供基本的平臺尺寸參數,就可以解算運動姿態,實現平臺的位置和姿態控制。
           
                  天譽科技在六自由度平臺上有著豐富的應用經驗。JARRETT或者倍福系列控制器可實現六個電動缸的插補控制。控制器經過空間運動模型變換,反解運算,補償運算,得出六只電動缸的伸長量,再通過EtherCAT總線傳遞給驅動器,由驅動器驅動電動機轉動,電動缸按照指令伸縮,平臺運行到指定姿態。安裝在電動機上的編碼器實時檢測出電動機的速度,位置信息并發送到驅動器,構成電動缸的閉環控制系統,以實時精確地控制各電動缸的伸長量,同時信息傳輸給控制器并通過正解運算,計算出平臺實時姿態,并進行反饋調整,可輕易達到0.01mm的定位精度,適用于運動模擬及精密測試等多種應用場景。
          天譽六自由度控制系統
                 JARRETT GMLS系列伺服電機具有低慣量,大扭矩的特點,可使平臺具備極快的動態響應特性。WAC伺服驅動器良好的帶寬特性及震動抑制功能,可將電機的運動特性發揮到極致。除了基本的運動控制之外,天譽科技針對六自由度平臺的控制方案中還可借助獨有的安全卡,實現SS1(安全停車)及SBT(安全剎車檢測)功能,確保設備及操作人員的安全。
           
                  如果想要實現六自由度平臺與上位機的通訊,JARRETT或者倍福系列運動控制器還支持Tcp/IP、Modbus/Tcp、UDP等通訊形式,這些標準的通訊模塊使得二次開發簡單易行。
           

          此文關鍵字:六自由度,六自由度平臺

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