六自由度”飛行仿真模擬機系統
六自由度”飛行仿真模擬機系統“六自由度”飛行仿真模擬機系統
“六自由度”飛行仿真模擬機系統
一、概述
六自由度運動平台是由六支油缸，上、下各六隻萬向鉸鏈和上、下兩個平台組成，下平台固定在基礎上，藉助六隻油缸的伸縮運動，完成上平台在空間六個自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的運動，從而可以模擬出各種空間運動姿態，可廣泛套用到各種訓練模擬器如飛行模擬器、艦艇模擬器、海軍直升機起降模擬平台、坦克模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感電影、娛樂設備等領域，甚至可用到空間宇宙飛船的對接，空中加油機的加油對接中。在加工業可製成六軸聯動工具機、靈巧機器人等。由於六自由度運動平台的研製，涉及機械、液壓、電氣、控制、計算機、感測器，空間運動數學模型、實時信號傳輸處理、圖形顯示、動態仿真等等一系列高科技領域，因而六自由度運動平台的研製變成了高等院校、研究院所在液壓和控制領域水平的標誌性象徵。
六自由度運動平台是液壓及控制技術領域的皇冠級產品，掌握了它，在液壓和控制領域基本上就沒有了難題。
二、傳統的伺服液壓控制六自由度運動平台
到目前為止，世界上所有國家和研製單位，大型平台都無一例外的採用了液壓伺服控制系統。
三、六自由度平台控制的空間狀態解算
1．順向解）：即已知六根液壓缸的長度，求解平台姿態，到目前為止，還沒有直接中的的正解方程式，只能採用疊代方法，利用計算機快速運算的特點和上鉸鏈的結構條件約束來逼近求解平台姿態。此為順解，
2．反解（逆向解）：描述一個剛體在空間旋轉的姿勢，最常使用的方法是定義三個歐拉角來表達，當剛體旋轉至某一姿勢下，此三個歐拉角即組成唯一的旋轉矩陣，並藉由旋轉矩陣作坐標轉換，便可求得剛體的絕對位置。
四、六自由度的速度協聯控制
當給定空間狀態後，可以分別算出六隻缸的不同長度，為了讓平台上的油缸在同一時間運動到新的位置，六隻缸的運動速度是不相同的，這個問題的解決有兩種方法，一是採用標準的協聯控制器，該控制器需將油缸的運動長度數值送入，控制器能按所要求的時間，自動分配六隻缸的運動速度，同時到達終點。第二種方法是自己編制運動速度方程，採用長度的最低公倍數方法分配速度，也可達到同樣目的。
五、六自由度平台的全數字控制
該數字缸取消了傳統控制中的伺服閥、感測器、A/D轉換和D/A轉換等諸多環節，它是將感測器、數字閥等全部做到油缸內部，形成自動位置反饋和速度反饋。數字缸可以直接接受計算機發出的數字脈衝信號進行可靠的工作。
六．液壓技術在其他領域的成功套用
數字液壓缸與專門配套研製的數字控制器相配合，幾乎取消了傳統液壓控制中的所有液壓閥件和控制元件，它拋棄了傳統的閥口控制，把討厭的現場調試搬到了辦公室，幾乎做到了即裝即用，已經成功的套用到冶金、機械、水電、國防軍工等一系列疑難控制領域，其控制性能遠遠超過傳統的液壓控制技術，成功套用的實例有：冶金領域中的鋼水連鑄結晶器液面控制、結晶器液壓非正弦振動（均列入過國家攻關項目），帶鋼厚度控制（微米級精度）。水電領域中的水輪機調速控制；機械領域的大型無齒鋸多點速度控制和位置控制，軍工領域的大型飛彈裝彈機構的多缸同步控制（任意多缸同步誤差可達0.1%）、軍艦舵機控制、減搖稽控制，模擬器領域的六自由度平台控制等等一系列疑難控制，均取得了十分理想的效果。
六自由度精密定位工作檯-概述
六自由度精密定位工作檯，它由上下兩層平台連線而成，其中下層平台由兩組雙平行板式柔性鉸鏈作為導向機構，採用三組驅動單元實現兩個方向的平動和一個方向的轉動。上層平台與下層平台的運動平台部分連線，採用三組等邊三角形布置的驅動單元和球面副柔性鉸鏈實現一個方向的平動和兩個方向的轉動。驅動單元採用壓電陶瓷致動器，使位移輸出解析度和定位精度高，頻率回響快，無機械摩擦，且機構定位可以實現補償。本實用新型可實現納米級的定位精度。
六自由度精密定位工作檯-簡介
【 權利要求 】 一種六自由度精密定位工作檯，其特徵在於它由上層平台(2)和底層平台(1)構成： 所述的底層平台(1)上包含固定台體(1-1)、運動平台(1-2)、第一平行板式柔性鉸鏈(1-3)、第二平行板式柔性鉸鏈(1-4)、三組柔性鉸鏈(1-5) 和連線凸台(1-6)，三組相同的第一壓電陶瓷致動器(8)和緊定件(9)； 所述的上層平台(2)通過三組相同的第二壓電陶瓷致動器(6)、傳動構件(5)、緊定螺釘(4)、連線螺釘(3)、鎖緊螺釘(7)與底層平台(1)的運動平台(1-2)連線，形成一個運動整體； 三組柔性鉸鏈(1-5)和連線凸台(1-6)中的一組的中心線與第一雙平行板柔性鉸鏈(1-3)的對稱中心線重合，另外兩組對稱地布置於第二雙平行板柔性鉸鏈(1-4)的對稱軸兩側；三組第一壓電陶瓷致動器(8)通過各自的緊定件(9)與連線凸台(1-6)和柔性鉸鏈(1-5)形成三組水平面內的驅動單元； 垂直方向驅動的三組第二壓電陶瓷致動器(6)呈等邊三角形排列，其下端通過鎖緊螺釘(7)內嵌在底層平台(1)的運動平台(1-2)上，上端連線傳動構件(5)，通過緊定螺釘(4)和連線螺釘(3)與上層平台(2)連線成一體；由連線螺釘(3)、緊定螺釘(4)、傳動構件(5)、第二壓電陶瓷致動器(6)、鎖緊螺釘(7)形成垂直面內的三組驅動單元；
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