六自由度平台实验报告

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实验指导书(六自由度)

实验指导书(六自由度)

实验一:6SPT-1六自由度液压伺服平台综合实验、实验目的:1、掌握电液位置伺服控制系统的基本原理;2、掌握六自由度平台的结构解算的概念及其软件实现;3、掌握VB6.0软件与下位机PAC通过以太网通信的方法;4、掌握6SPT-1六自由度液压伺服平台复现指令信号的实施方法。

、预备知识:1、熟练掌握PLC的梯形图语言(LD)编程和结构化文本语言(ST)编程;2、熟练掌握VB6.0编程,能使用VB6.0实现以太网通信;3、有一定的矩阵计算能力。

二、试验原理:1、电液位置伺服控制系统的基本原理电液位置伺服控制系统以液体作为动力传输和控制介质,利用电信号进行控制输入和反馈。

只要输入某一规律的输入信号,执行元件就能启动、快速并准确地复现输入量的变化规律。

控制系统结构图如图3.1所示:图3.1电液位置伺服控制系统结构图2、六自由度平台逆解算法图3.2 空间机构位置关系示意图六自由度平台又称为Stewart平台,其结构如图3.2所示,Stewart平台由上、下两个平台、六个驱动关节和连接球铰组成,上平台为运动平台,下平台为基座,上、下平台的六个铰点分别组成一个六边形,连接6个液压缸作为驱动关节,每个液压缸两端各连接一个球铰。

六个驱动关节的伸缩运动是独立的由液压比例压力阀控制各液压缸作伸缩运动,从而改变各个驱动缸的长度,使动平台在空间的位置和姿态发生变化。

因此该平台是通过六个驱动杆的协调动作来实现三个线性移动及三个转动共六个自由度的运动。

S tewart平台机构的空间位置关系是指运动平台的六个自由度与六个驱动杆长度的关系,是研究该并联机构最基本的任务,也是机构速度、加速度、误差分析、工作空间分析、动力分析等的基础。

对于6-SPS平台机构,其特点是动静平台铰点共面,考虑到工作空间的对称性要求,将平台的6个铰点分成3组,三组铰点沿圆周120。

均布,动、静平台的相邻两边到中心的夹角分别为30。

和90° o为求解六自由度平台的空间位置关系,首先在静、动平台上分别建立静、动坐标系。

六自由度平台动力学仿真研究

六自由度平台动力学仿真研究

六自由度运动平台动力学仿真研究陈勇军(华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室,武汉430223)摘要:针对六自由度运动平台设计过程中遇到的问题,文中运用ADAMS软件对六自由度运动平台运动过程进行仿真研究,并进行可平台的逆运动学和正运动学仿真。

仿真结果表明:通过仿真可以检测该机构运动过程中的干涉情况,也可直观再现平台的运动过程。

还可求出平台的位置反解和位置正解,大大减少了工作量,缩短了产品的研制周期。

关键字:六自由度运动平台;动力学分析;仿真;正解;反解Research on Simulation of Dynamic Analysis on Six-DOFMotion PlatformCHEN Yongjun(Huazhong Institute of Electro-optics—Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,Wuhan430223,China)Abstract:Due toKeywords: Six-DOF motion platform ; dynamic analysis ; simulation; positive solutions; anti-positive solutions1 引言六自由度运动平台通过模拟物体在三个方向的平动和转动,即前后平移、左右平移、上下垂直运动、俯仰、滚转和偏航及复合运动,进而可模拟出各种空间运动姿态。

六自由度平台作为一种重要的仿真实验设备,已广泛应用于导弹、飞机、舰船和车辆等领域的模拟训练,还可用来模拟地震的情景,在动感电影、娱乐设备等领域也有应用。

六自由度运动平台主要由上下两个平台和六个并联的、可独立自由伸缩的缸组成,其中伸缩缸与平台通过球铰联接,通过改变伸缩缸的长度就可实现上平台的各种空间运动[1]。

要准确的控制上平台的运动姿态就需要精确的控制六个缸的运动,这样就要求我们了解六自由平台的位置反解和位置正解的算法。

【实验】六轴工业机器人实验报告

【实验】六轴工业机器人实验报告

【关键字】实验六轴工业机器人模块实验报告姓名:张兆伟班级:13 班学号:30日期:2016年8月25日六轴工业机器人模块实验报告一、实验背景六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性,用途十分广泛。

本实验是在开放的六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人的运动控制。

通过示教程序完成机器人的系统标定。

学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序,学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。

了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。

在当今高度竞争的全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。

这意味着,制造企业所承受的压力日益增大,既要应付低成本国家的对手,还要面临发达国家的劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。

机器人是开源节流的得利助手,能有效降低单位制造成本。

只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致,显著提高产量。

自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来,让人类的聪明才智和应变能力得以释放,从而生产更大的经济回报。

二、实验过程1、程序点0——开始位置把机器人移动到完全离开周边物体的位置,输入程序点0。

按下手持操作示教器上的【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图:按手持操作示教器【下移】键,使{移动1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。

修改指令参数为需要的参数,设置速度,使用默认位置点ID 为1。

(P1 必须提前示教好)。

按下手持操作示教器上的【拔出】键,这时拔出绿色灯亮起。

然后再按下【确认】键,指令拔出程序文件记录列表中。

此时列表内容显示为:MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点)2、程序点1——抓取位置附近(抓取前)位置点1必须选取机器人接近工件时不与工件发生干涉的方向、位置。

(通常在抓取位置的正上方)按下手持操作示教器上的【命令一览】键按手持操作示教器【下移】键,使{移动1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。

工业机器人实验报告

工业机器人实验报告
//******* 设置默认初始速度为1000*********
m_nStartvX = 1000;
m_nStartvY = 1000;
m_nStartvZ = 1000;
m_nStartvA = 1000;
//*********设置默认驱动速度为2000********
m_nSpeedX = 2000;
①—串行接口用来连接到计算机下载程序;②—ISP接口,为程序下载器与1有区别;③—电源接口;④—三位开关,用来控制教学版的通断电;⑤—绿色LED电源指示灯;⑥—AT89S52单片机;⑦—“Reset”按钮;⑧—面包板;⑨—专用电机控制接口插座,用来连接到电机控制器上从而控制电机的运动;
连接单片机教学板ISP接口到计算机,以便程序下载;
此机械手臂的手爪是机械钳爪式类别中的平行连杆式钳爪。一个交流电动机驱动,一对齿轮啮合传动实现手爪的张开和闭合。
2 重要零件的介绍:
图7
小弹簧是必须的,它可以抵消手臂前向的作用力使关节3的电机能够达到提起的最大位置。
三 控制系统的分析
1 教学版的介绍
在六自由度机械手臂中我们采用的开环控制系统,因为没有反馈线路和传感检测器;主要是通过计算机编程,用AT89S52单片机根据所编制的程序来控制机械手臂的运动;控制系统主要就是由单片机教学版和电机控制器组成,我们所用的六自由度机械手臂其电路图如下;
数控机床工作台实验报告
一数控机床十字工作台伺服系统结构的介绍
在本次实验中我们接触的是数控机床十字工作台也是X-Y工作台,数控十字工作台也主要包括两个部分,机械部分和控制部分,在机械系统部分主要有滚珠丝杆副,导轨副,步进电机,工作台等组成;其控制系统我们所用的机床是用的是开环伺服系统,主要包括驱动器(缓行脉冲分配器和功率放大器),微机等组成该工作台结构简单通过微机技术的简单应用,实现对机床工作台的控制,实现了了X-Y工作台的自动化,大大的减轻了劳动强度,提高生产效率,其功能也远远高于普通的工作传统工作台.

六自由度机械手实验报告 (2)

六自由度机械手实验报告 (2)

六自由度机械手实验报告学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机自114学号:********学生姓名:郭2014年12月30日六自由度机械手实验报告一、机械手介绍六自由度机器手是由六个关节组成,每个关节上安装一个电动机,通过控制每个电动机旋转,就可以实现机械手臂的空间运动。

本实验做的六自由度的机械手臂是能实现物品的抓取和移位的机械自动控制机构。

该六自由度机械手臂的底座能进行大角度转动,实现机械抓取物体的移位;关节的俯仰和摆动能实现机械手臂不同位置的抓取物体;手部关节部分关节的变换,手腕的末端安装一机械手,机械手具有开闭能力,能实现物体的抓取和放下。

每个关节自由度都是用电动机转动来实现机械手臂的转动、俯仰和摆动等运动。

六自由度机械手臂每个关节处都有一个小型电机控制,分别能实现个关节的转动、俯仰等动作。

各个电机用采用AT89S52单片机片控制,通过单片机输出程能实现六个电机按照规定角度运动,从而带动关节的运动。

二、机械手的结构1、机械部分本实验中六自由度机械手的机械系统包括机身、臂部、手腕、手部。

图1机械手臂的实物图图2机械手臂的结构简图系统共有6个自由度,分别是a.基座的回转、b.连杆一转动、c.连杆二转动、d..手腕转动、e.手腕旋转、f..手部开合。

前面三个关节确定手部的空间位置,后面三个关节确定手部的姿态。

图3 自由度2、控制部分1、人机通信模块控制系统是机器人的大脑,它的性能优劣直接影响到机器人的先进程度和功能强弱。

机械人控制涉及自动控制,计算机,传感器、人工智能、电子技术和机械等多学科的内容,是一项跨多个学科的综合性技术。

本实验机器人控制系统的硬件由单片机AT89S52、运动控制模块、驱动模块和通讯模块组成。

其单片机AT89S52模块如下图3.1所示,该模块由一块AT89S52单片机、串行口通信接口、转串口下载线连接接头、电源接口、开关、信号输出口Q等组成。

图4 单片机AT89S52模块图2、舵机驱动模块该舵机驱动模块采用的是parallax公司生产的16路舵机控制模块,其包括16路舵机控制线接口、单片机通信接口、舵机驱动电源接口、开关、复位键、控制芯片等部分组成。

六自由度运动平台方案设计报告doc

六自由度运动平台方案设计报告doc

1概述YYPT原理样机用原库房留存的345厂的直流电机作为动力源,直流驱动器及工控机作为控制系统元件,采用VB软件进行控制软件的编制,因设计及器件选型的原因,导致YYPT原理样机,在速度、精度、运动规律上等几个技术指标无法满足原规定的指标要求,现在此基础上进行优化方案的设计。

2 原理样机技术状态2.1 原理样机方案2.1.1 组成原理样机采用工控机作为系统的控制单元,工控机内配有研华PCI1716和PCI1723作为A/D和D/A模拟量卡,驱动器采用AMC公司的型号为12A8的伺服驱动器,并配有直流可调电源其输出电流可达到150A,采用KH08XX(3)电动缸作为运动平台的六条支腿,电动缸上安装有电阻尺作为位置反馈器件,上平台与电动缸连接采用球笼联轴器,下平台与电动缸连接采用虎克铰链方式。

具体产品组成表见表2.1。

2.1.2 结构方案六自由度运动平台是由六条电动缸通过虎克铰链和球笼万向节联轴器将上、下两个平台连接而成,下平台固定在基础上,借助六条电动缸的伸缩运动,完成上平台在三维空间六个自由度(X,Y,Z,α,β,γ)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。

图1 六自由度平台外形图a )球笼联轴器(如图2所示)采用球笼铰链与上平面连接。

球笼铰链结构简单、体积小、运转灵活、易于维护。

初选球笼铰链型号BJB (JB/T6139-1992),公称转矩Tn=2000N/m ,工作角度40度,外径D=68mm ,轴孔选用圆柱孔d=24mm ,总长度L1=148mm ,转动惯量为0.00008kg.m ²,重量5kg 。

球笼联轴器电动缸虎克铰链上动平台下静平台图2 球笼联轴器b)虎克铰链(如图3所示)采用虎克铰链与下平面连接。

万向节铰链传动效率高,允许两轴间的角位移大,适用于有大角位移的两轴之间的连接,一般两轴的轴间角最大可达35º~45º,噪音小,对润滑要求不高,传递转矩大,而且使用可靠,因此获得广泛的应用。

基于ADAMS的六自由度运动平台运动学分析

基于ADAMS的六自由度运动平台运动学分析
[ 5]
: a11 a 12 a 22 a 32 a 13 a 23 a 33 a21 a31
RPY ( C , B , A) = Ro t( z, C ) Ro t( y, B) R ot(x, A) =
式中: a 11 = cos( C) cos( B); a12 = cos( C ) sin ( B) sin ( A) - sin ( C ) cos( A); a13 = cos( C) sin ( B) cos ( A) + sin (C ) sin ( A); a 21 = sin( C) cos( B); a 22 = sin ( C) sin ( B) sin ( A) + cos( C ) cos( A); a23 = sin ( C ) sin ( B) cos( A) - cos( C) sin ( A); a 31 = - sin ( B); a 32 = cos( B) sin( A); a33 = cos( B) cos( A). 可以求出 a 1, a 2, a3 三点在定系中的坐标分别为 A 1 ( x 1, y 1, z1 ), A 2 ( x 2, y 2, z2 ), A 3 ( x 3, y 3, z 3 ). 进而得出液压缸的长度分别为 : Li = 式中: n 11 = a 12 r + p x + py + ni 1 + n i2 + n i3
+ px + r; n62 = -
① 液压缸位移 ( 伸长量 ):
# 72# vi = si = ③ 液压缸加速度:
福州大学学报 ( 自然科学版 ) 1 ( ni 1 n i1 + n i2 n i2 + n i3 n i3 ) Li ai = & si = vi (i= 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6)

飞机六自由度飞行动力学仿真实验

飞机六自由度飞行动力学仿真实验

飞机六自由度飞行动力学仿真实验一.实验目的1.本实验将理论力学课程教学内容与航空航天工程应用相结合,分析、研究飞机受力与六自由度运动特性,培养学生分析问题和解决问题的能力,展现理论力学知识在航空航天工程中的应用。

2.通过本实验,使学生更好地学习和理解理论力学的有关内容,如飞机的受力分析、空间力系的简化与合成、刚体的平面运动与一般运动、刚体微分方程的建立与求解等,激发学生对理论力学的学习兴趣,开阔视野,增强工程概念。

二.实验仪器与设备实验在PC 个人计算机、WINDOWS 98以上操作系统环境中进行。

三.实验原理飞机在空中的运动,在一定的假设条件下,可以视为理想刚体的运动,遵循刚体的运动规律,理论力学中介绍的刚体平动和转动基本定律都适用于飞行器的运动分析。

飞机在空中的运动为刚体的一般运动,具有六个自由度。

通常建立的机体坐标系如下图所示。

飞机的一般运动可以分解为随质心的平动和绕质心的转动,随质心的平动的速度可表示为 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=W V U V G ,绕质心的转动角速度可表示为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=R Q P ωG 。

飞机受到的气动力、发动机推力、重力是一个空间任意力系,向质心简化的主矢和主矩分别为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=Fz Fy Fx F G 和⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=Mz My Mx M G 。

根据质心运动定理(牛顿方程)和相对于质心的动量矩定理可得飞机的动力学微分方程,一般说来,该方程没有解析解,只能通过数值积分得到数值解。

系统分为“概念演示”与“f16实时仿真”两大模块。

在“概念演示”模块中着重介绍了飞机运动的自由度、单自由度下的操纵与响应特性。

在“f16实时仿真”模块中介绍了飞机定直平飞、盘旋、拉起、起飞、着陆、失速尾旋等的飞行过程及受力情况,学生也可以亲自驾驶这架F16进行实时仿真飞行。

四.实验步骤1.概念演示六自由度演示:点击菜单“概念演示->六自由度演示”,进入六自由度演示状态,如下图所示。

六自由度平台实验报告

六自由度平台实验报告

六⾃由度平台实验报告六⾃由度平台实验报告机械电⼦⼯程系张梦辉21525074⼀、实验简介实验对象为⼀个六⾃由度平台,每个⾃由度的运动均由⼀个永磁式直流电机驱动,实验要求对其中⼀个电动缸进⾏位置控制,位置由⼀个滑变电阻式的位移传感器反馈回的电压信号确定,驱动则是通过研华的PCI1716L的数字输出实现,控制软件采⽤Labview8.6。

⼆、实验装置PC机⼀台研华PCI1716L多功能板卡⼀个PCI总线⼀根固态继电器板⼀块220V AC—24VDC变压器三个直流电动机六个三、实验台介绍六⾃由度运动平台是由六⽀电动缸,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六只电动缸的伸缩运动,完成上平台在空间六个⾃由度(α,β,γ,X,Y,Z)的运动,从⽽可以模拟出各种空间运动姿态。

六⾃由度运动平台涉及到机械、液压、电⽓、控制、计算机、传感器,空间运动数学模型、实时信号传输处理等⼀系列⾼科技领域,因此六⾃由度运动平台是机电控制领域⽔平的标志性象征。

主要包括平台的空间运动机构、空间运动模型、机电控制系统。

本实验台,PC机作为板卡和⼈的接⼝,通过在PC机上编程来控制板卡发送数字信号和采集位置信号。

将PCI多功能卡设置为设备0,选择PCI板卡的模拟信号输⼊⼝AI4⼝来采集2号缸的位置信号,通过PORT1号⼝来控制2号缸对应直流电机的正转、反转和停⽌。

通过数字信号输出⼝发送开关量来控制固态继电器的开和闭,固态继电器导通的话,则接通直流电动机,直流电动机开始运⾏,这时候,电动缸就会朝着指定⽅向运⾏,并且到达指定的位置。

实验中⽤到的接⼝的说明:AI0-AI5 模拟信号输⼊⼝,⽤来采集六个缸的位置信号;AIGND 模拟信号公共地DO0-DO11 数字信号输出⼝,⽤来控制六个缸的运动(其中DO11-DO10 分别控制1号缸的正反转DO09-DO08 分别控制2号缸的正反转DO07-DO06 分别控制3号缸的正反转DO05-DO04 分别控制4号缸的正反转DO03-DO02 分别控制5号缸的正反转DO01-DO00 分别控制6号缸的正反转DGND 数字输出信号公共地PCI1716L板卡端⼝四、实验过程Labview实验程序:1、数字信号输出程序段通过调⽤PCI板卡的例⼦程序:DioWritePortWord.vi程序来发送数字信号,当控制⼦为1时,通过板卡数字信号输出⼝DO8⼝发送1,这样2号缸的电机发转,电动缸退回;当控制字为2时,通过数字信号输出⼝DO9发送1,这样2号缸的电机正转,电动缸前进。

六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究

六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究

六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 国内外研究现状综述 (5)1.4 论文结构安排 (6)二、六自由度自动驾驶仿真测试平台需求分析 (7)2.1 自动驾驶系统组成与功能需求 (9)2.2 仿真测试平台性能需求 (10)2.3 仿真测试平台硬件需求 (12)2.4 仿真测试平台软件需求 (13)三、六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建 (14)3.1 平台总体架构设计 (16)3.2 传感器仿真模块设计与实现 (17)3.3 控制系统仿真模块设计与实现 (18)3.4 通信系统仿真模块设计与实现 (20)3.5 路径规划与决策系统仿真模块设计与实现 (21)3.6 数据处理与存储系统设计与实现 (22)四、六自由度自动驾驶仿真测试平台应用研究 (23)4.1 仿真测试流程设计 (24)4.2 仿真测试方法研究 (26)4.3 仿真测试结果分析 (27)4.4 仿真测试优化建议 (28)五、结论与展望 (29)5.1 研究成果总结 (30)5.2 存在问题与不足 (32)5.3 未来研究方向展望 (33)一、内容描述本文档主要围绕“六自由度自动驾驶仿真测试平台搭建及其应用研究”展开详细的内容描述。

接下来是关于搭建六自由度自动驾驶仿真测试平台的具体内容。

需要确定仿真测试平台的核心硬件和软件组件,包括高性能计算机、图形处理器、仿真软件、自动驾驶算法等。

需要考虑如何搭建这些组件,包括硬件设备的选型与配置、软件的安装与调试等。

环境的构建也是关键的一环,需要模拟各种真实的驾驶场景,包括城市道路、高速公路、山区道路等,以及各种复杂的交通环境,如雨天、雾天、夜间等。

关于应用研究部分,重点将探讨六自由度自动驾驶仿真测试平台在自动驾驶系统研发中的应用。

如何利用该平台对自动驾驶系统进行算法验证和性能评估将是重要内容。

如何通过该平台改进和优化自动驾驶系统也是一个重要的研究方向。

六自由度设计报告

六自由度设计报告

六自由度设计报告引言:六自由度是指物体在空间中具有的六个独立的运动自由度,包括三个平动自由度和三个转动自由度。

在机械设计领域中,六自由度设计是一种常见的设计方法,可以实现物体在空间中的多样化运动。

本文将探讨六自由度设计的基本概念、应用领域以及设计原则,并分析几个典型的案例。

一、六自由度设计的基本概念六自由度设计是指通过合理布置和设计机械装置,使其具有平移和旋转等六个自由度的能力。

其中,平动自由度包括物体在三个坐标轴上的平移能力,而转动自由度则包括物体绕三个坐标轴的旋转能力。

通过控制这些自由度,我们可以使机械装置在空间中实现各种复杂的运动。

二、六自由度设计的应用领域六自由度设计在许多领域都有广泛的应用。

在机器人领域,六自由度机械臂能够模拟人类手臂的运动,广泛应用于装配、焊接、搬运等工作。

在航空航天领域,六自由度设计可以使飞机、卫星等飞行器在空中实现各种姿态的调整和稳定。

在医疗领域,六自由度机器人可以用于手术操作,提高手术的精确性和安全性。

三、六自由度设计的原则六自由度设计需要考虑以下几个原则:1. 功能需求:根据具体的应用需求确定机械装置需要实现的运动自由度和精度。

2. 结构设计:通过合理的结构设计,使机械装置能够灵活地实现各种运动。

可以采用齿轮传动、连杆机构等方式来实现运动的传递和转换。

3. 控制系统:设计合理的控制系统,实现对六个自由度的精确控制和调节。

可以采用传感器和电机等装置来实现控制。

4. 安全性考虑:在设计过程中考虑到机械装置的安全性,避免出现意外事故。

案例分析:1. 机器人装配线:六自由度机器人装配线能够根据产品的不同要求,实现各种复杂的装配动作,提高生产效率和质量。

2. 飞行器姿态控制:六自由度设计可以使飞行器在空中实现各种姿态的调整,提高飞行的稳定性和灵活性。

3. 医疗机器人手术系统:六自由度机器人手术系统可以实现对患者进行精确的手术操作,减少手术风险和创伤。

结论:六自由度设计是一种重要的机械设计方法,具有广泛的应用前景。

六自由度振动平台的位姿解算与路谱模拟分析

六自由度振动平台的位姿解算与路谱模拟分析

真结果分 析表明 ,该六 自由振动平 台能够 应用于车辆座椅性能 的检测 。计算 了振动平 台各姿态 的欧拉角 ,分析其 在任意 时 刻的旋转矩 阵 ,并 推导出振动平 台位姿 的反解方程 ,并 用此 方法进行车辆 路谱的模拟 。在 此基础之 上 ,对旋转矩 阵算法进 步优化 ,并借 助 P R O E仿 真软件分析 了两种旋转矩 阵算法的误差 ,仿真结果 显示 :优化后 的算法使振 动平 台上 3个测点
t i o n o f t h e v e h i c l e t o d e t e c t t h e v i b r a t i o n r e d u c i n g p e r f o ma r n c e o f v e h i c l e s e a t . T h e 6 - D OF v i b r a t i o n p l a f t o r m c o u l d h e a p p l i e d t o v e h i c l e
ng a l e s o f e a c h a t t i t u d e o f t h e v i b r a t i o n p l a t f o m ,t r h e ot r a t e ma t r i x s a t a n y mo me n t w e r e a n s l y z e d nd a t h e i n v e r s e s o l u t i o n o f t h e p o s i t i o n
a n d p o s e o f t h e v i b r a t i o n p l a f t o r m wa s d e i r v e d . I n t h i s wa y ,t h e s i mu la t i o n o f v e h i c l e r o a d s p e c t r u m wa s c a r r i e d o u t . On t h e b a s i s o f t h e p r e v i o u s wo r k,t h e r o t a t e ma t i r x lg a o i r t h m wa s o p t i mi z e d f u r t h e r nd a t h e e r r o r o f t h e t w o k i n d s o f ot r a t e ma t r i x a l g o i r t h m wa s a n ly a z e d

六自由度并联平台的模态分析方法研究

六自由度并联平台的模态分析方法研究

pe h to sa o ttee p r na d la ay i a ds n ivt n lssaesu id,smeme s l ,temeh d b u h x ei me tlmo a n ls n e s ii a ay i r tde s t y o a—
的 旋转运 动 。 由于六 自由度并联平 台轴的转动 或伸 据喷头端部的结构特点 , 出了加工氧枪喷头端部专 提 用机床的设计方案。通过对喷头端部的加工运动和机
床控制系统的分 析, X 2 以 5 K普通立式升降 台铣床的
床身 、 工作 台及横 向进给滑板等为基件 , 根据氧枪喷头
6 机床 的主 要技术性能
St d n t e Mo a ay i o u y o h d l An lss f r 6一D OF P r l l a f r a al l m e Pl O
F eqn ,R AN P iig ONG Hu ,F i ,C n b i U T e AO Ho g o,L iq a IJ u n n
六 自由度并联平 台具有较好 的刚度特性 和稳 定
性, 近年来 受到 。 r人们 的J 泛重 视 。典 型 的 Se at t r型 w
时改变 6 根伸缩轴 的长度 , 动平台即可实现 6个 自由
度 的运动 , 即沿 X、 、 方 向的移 动 和绕 着 这 3个 轴 Y Z轴
并联平台是由6根伸缩轴连接动静两个平 台, 通过实 () 7 C轴回旋定位工作 台选用上海亘 阳机电科 贸 有限公 司生产 的 C C T一 0 型电脑数控手动倾斜 N M 41 分度盘 0 l × 7 m, 0n l 3 5m 传动 比 i 8 , n =10 标准可倾 斜角度 0 ~ 0 。 。 10 。

六自由度模块化机器人实验报告

六自由度模块化机器人实验报告

六自由度模块化机器人实验报告指导老师:团队成员:六自由度模块化机器人实验报告绪论一、实验课程简介六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性,用途十分广泛。

本实验是在开放的六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人的运动控制。

通过示教程序完成机器人的系统标定。

学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序,学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。

了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。

二、实验课性质、目的和任务性质:独立设置的开放实验。

目的:通过六自由度机器人及其在机械自动化中的应用开放实验,使学生能够了解六自由度机器人的基本结构、工作原理、控制系统组成等,掌握机器人传动系统分析和运动学分析的基本方法,学习机器人控制编程,了解六自由度机器人在自动化制造系统中的应用。

任务:(1)熟悉六自由度机器人系统基本组成;(2)实现机器人坐标回零和机器人示教;(3)完成机器人运动学分析和求解;(4)完成机器人本体部分三维建模和运动学仿真;(5)掌握机器人的单轴运动控制编程;(6)学习机器人运动轨迹规划及其控制实现方法。

三、实验课教学基本要求1.通过该实验课的学习,要求学生熟悉六自由度机器人的机械结构组成;2.熟悉机器人传动系统的特点,掌握机器人运动学分析的基本方法;3. 掌握机器人运动学仿真技术;4. 了解机器人控制系统的组成和控制原理;5. 掌握机器人基本的运动控制编程。

实验内容实验一对六自由度机器人机电和本实验的基本了解实验目的:了解本实验的基本要求;了解本实验在本学期的基本安排;通过老师的讲解和频频播放,理解在进行本实验时需要补充的知识。

实验内容:1)老师给我们播放了一些关于机械人在机械工业当中应用的视频;2)老师解释了创新思想在这方面的重要性,并举出好多相关的现实例子,还推荐我们阅读《蓝海风暴》和《第三次工业革命》等有关书籍,以增强我们的创新意识。

附:读《蓝海战略》有感(一)看过《蓝海战略》这本书后,对如今的商场有了全新的认知,以前仅局限于事物的表面,一个企业只要能够正常的运营就能得到相应的利润,不会有多大的风险,看不到它潜在的危机。

六自由度机械臂实验报告

六自由度机械臂实验报告

六自由度机械臂实验报告1. 引言机械臂是一种能够模拟人类手臂动作的自动化机器,广泛应用于工业生产、物流配送、医疗手术等领域。

六自由度机械臂是指机械臂具有六个独立的旋转关节,能够在三维空间内完成各种复杂的运动任务。

本实验旨在通过搭建和控制六自由度机械臂,探索其动作规划和运动控制的方法。

2. 实验装置本实验所使用的六自由度机械臂由六个关节驱动器、传感器、控制器和末端执行器组成。

关节驱动器负责控制机械臂的旋转动作,传感器用于感知机械臂的位置和姿态,控制器则根据指令控制机械臂的运动,末端执行器可以连接各种不同的工具或装置。

3. 实验方法3.1 搭建机械臂首先,我们需要按照说明书的指导,将机械臂的各个部件组装在一起。

这包括将关节驱动器安装在相应的位置,连接传感器和控制器,以及固定末端执行器。

在搭建过程中,要保证机械臂各个部件的连接紧固可靠,以确保其稳定性和安全性。

3.2 编写控制程序接下来,我们需要编写控制程序来控制机械臂的运动。

控制程序可以通过编程语言或者图形化界面来实现。

在控制程序中,我们可以设置机械臂的目标位置和姿态,然后通过控制器将指令传递给关节驱动器,从而控制机械臂按照设定的路径进行运动。

3.3 进行实验在机械臂搭建完成并且控制程序编写完毕后,我们可以进行实验。

实验可以包括机械臂的位置控制、姿态控制、路径规划等等。

在实验过程中,我们可以观察机械臂的运动情况,根据传感器的反馈信息调整控制指令,以达到我们预期的效果。

4. 实验结果实验结果可以通过观察机械臂的运动轨迹、位置误差、姿态误差等指标来评估。

通过对实验结果的分析,我们可以了解机械臂在不同运动状态下的性能表现,验证控制程序的有效性,并对机械臂的优化改进提出进一步的建议。

5. 结论通过本次实验,我们成功搭建了一台六自由度机械臂,并编写了相应的控制程序。

实验结果显示,机械臂能够根据设定的指令进行精确的位置和姿态控制,具备良好的运动稳定性和准确性。

然而,机械臂在承载能力、运动速度等方面仍存在一定的限制,需要进一步优化和改进。

基于电动机驱动的六自由度平台设计报告

基于电动机驱动的六自由度平台设计报告

基于电动机驱动的六自由度平台设计摘要:六自由度并联运动平台具有刚度大,便于实时控制,精度高,误差小,承载能力大等优点,是近几十年发展起来的新型产品,广泛应用于航空航天领域,汽车制造领域,船舶,医疗诊断,生物工程及民用娱乐等领域逐渐成为机器人领域的研究热点。

近些年来,对于六自由度并联运动平台实时控制方法的研究引起了世界上众多学者的广泛关注,大多采用液压驱动为主,但对于要求反应快,动作灵敏的控制平台,液压控制系统无法达到要求,使用电动机驱动平台,可以解决此问题。

关键词:六自由度平台,实时控制,电动机1 绪论1.1 引言并联六自由度平台是具有重大经济价值和国防战略意义的高精尖实验设备,是一种以计算机技术、控制理论、空间机构学、图像处理和人机工程学为基础的复杂系统。

最早的空间六自由度并联机器人是1965年D. Stewart提出并研制的,也称为6-SPS机构,即著名的Stewart平台机构,与传统的串联式多自由度运动机构相比,它具有承载能力强,刚度好,无积累误差,精度高等优点。

根据上、下各六个万向绞相对分布的不同,该机构可分为多种类型,其运动学已有许多学者进行了研究。

进入80年代特别是90年代以来,六自由度运动平台越来越广泛的应用于机器人、并联机床、空间对接计术、航空航海设备、摇摆模拟以及娱乐设施上。

目前我国的六自由度平台设计水平和制造水平与西方发达国家相比差距还是相当大,对六自由度平台控制理论、控制系统与技术研究的这些领域内的关键课题所做的工作还很粗浅。

因此对六自由度的关键组成部分进行深入的理论分析和实验研究,尽快研制出性能优良的六自由度平台,提高我国的仿真技术水平,具有重大的理论意义和实际应用价值。

六自由度运动平台是用于飞行器、运动器(如飞机、车辆)模拟训练的动感模拟装置,是一种并联运动机构,它通过改变六个可以伸缩的作动筒来实现平台的空间六自由度运动(垂直向、横向、纵向、俯仰、滚转、摇摆),即X、Y、Z方向的平移和绕X、Y、Z轴的旋转运动,以及这些自由度的复合运动。

六自由度液压伺服平台实验报告

六自由度液压伺服平台实验报告

六自由度液压伺服平台实验报告一、实验目的。

1、掌握电液位置伺服控制系统的基本原理;2、掌握六自由度平台的结构解算的概念及其软件实现;3、掌握VB6.0软件与下位机PAC通过以太网通信的方法;4、掌握6SPT-1六自由度液压伺服平台复现指令信号的实施方法。

二、实验方式:演示实验。

三、实验内容。

1、根据六自由度平台系统原理图和相关电气元器件接线说明设计电控系统,演示模拟地震实验;2、了解影片动作文件的编辑,熟练操作六自由度影片播放软件;3、熟练操作六自由度平台调试软件;四、实验原理。

1、电液位置伺服控制系统的基本原理电液位置伺服控制系统以液体作为动力传输和控制介质,利用电信号进行控制输入和反馈。

只要输入某一规律的输入信号,执行元件就能启动、快速并准确地复现输入量的变化规律。

控制系统结构图如图3.1所示:图3.1电液位置伺服控制系统结构图2.六自由度平台逆解算法图3. 2空间机构位置关系示意图六自由度平台又称为Stewart平台,其结构如图3.2所示,Stewart 平台由上、下两个平台、六个驱动关节和连接球较组成,上平台为运动平台,下平台为基座,上、下平台的六个校点分别组成一个六边形,连接6个液压缸作为驱动关节,每个液压缸两端各连接一个球较。

六个驱动关节的伸缩运动是独立的,由液压比例压力阀控制各液压缸作伸缩运动,从而改变各个驱动缸的长度,使动平台在空间的位置和姿态发生变化。

因此该平台是通过六个驱动杆的协调动作来实现三个线性移动及三个转动共六个自由度的运动。

Stewart平台机构的空间位置关系是指运动平台的六个自由度与六个驱动杆长度的关系,是研究该并联机构最基本的任务,也是机构速度、加速度、误差分析、工作空间分析、动力分析等的基础。

对于6-SPS平台机构,其特点是动静平台较点共面,考虑到工作空间的对称性要求,将平台的6个校点分成3组,三组较点沿圆周120°均布,动、静平台的相邻两边到中心的夹角分别为30。

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六自由度平台实验报告
机械电子工程系张梦辉21525074
一、实验简介
实验对象为一个六自由度平台,每个自由度的运动均由一个永磁式直流电机驱动,实验要求对其中一个电动缸进行位置控制,位置由一个滑变电阻式的位移传感器反馈回的电压信号确定,驱动则是通过研华的PCI1716L的数字输出实现,控制软件采用Labview8.6。

二、实验装置
PC机一台
研华PCI1716L多功能板卡一个
PCI总线一根
固态继电器板一块
220V AC—24VDC变压器三个
直流电动机六个
三、实验台介绍
六自由度运动平台是由六支电动缸,上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成,下平台固定在基础上,借助六只电动缸的伸缩运动,完成上平台在空间六个自由度(α,β,γ,X,Y,Z)的运动,从而可以模拟出各种空间运动姿态。

六自由度运动平台涉及到机械、液压、电气、控制、计算机、传感器,空间运动数学模型、实时信号传输处理等一系列高科技领域,因此六自由度运动平台是机电控制领域水平的标志性象征。

主要包括平台的空间运动机构、空间运动模型、机电控制系统。

本实验台,PC机作为板卡和人的接口,通过在PC机上编程来控制板卡发送数字信号和采集位置信号。

将PCI多功能卡设置为设备0,选择PCI板卡的模拟信号输入口AI4口来采集2号缸的位置信号,通过PORT1号口来控制2号缸对应直流电机的正转、反转和停止。

通过数字信号输出口发送开关量来控制固态继电器的开和闭,固态继电器导通的话,则接通直流电动机,直流电动机开始运行,这时候,电动缸就会朝着指定方向运行,并且到达指定的位置。

实验中用到的接口的说明:
AI0-AI5 模拟信号输入口,用来采集六个缸的位置信号;AIGND 模拟信号公共地
DO0-DO11 数字信号输出口,用来控制六个缸的运动
(其中DO11-DO10 分别控制1号缸的正反转
DO09-DO08 分别控制2号缸的正反转
DO07-DO06 分别控制3号缸的正反转
DO05-DO04 分别控制4号缸的正反转
DO03-DO02 分别控制5号缸的正反转
DO01-DO00 分别控制6号缸的正反转
DGND 数字输出信号公共地
PCI1716L板卡端口
四、实验过程
Labview实验程序:
1、数字信号输出程序段
通过调用PCI板卡的例子程序:DioWritePortWord.vi程序来发送数字信号,
当控制子为1时,通过板卡数字信号输出口DO8口发送1,这样2号缸的电机发转,电动缸退回;当控制字为2时,通过数字信号输出口DO9发送1,这样2号缸的电机正转,电动缸前进。

2、信号采集程序段
通过调用板卡的例程AIConfig.vi来对采集口进行设定,采集设定接口可以通过在前面板上设定信号采集口以及转换的电压值。

通过调用板卡的AIVoltageIn.vi例程来输出采集的电压值。

3、位置检测程序段
将采集的电压值通过一定的运算转换成位置值,并在前面板上的当前位移显示器上显示出来,当按下执行按钮之后,当前位移同目标位移进行相减,结果乘以一个比例系数同事先设定好的死区相比较,当大于死区时,表示当前位移大于目标位移,这时将1赋给控制字,电机反转,电动缸退回。

使得当前的位移值等于目标位移值之后停止。

当大于死区时,表示当前位移大于目标位移,这时将2赋给控制字,电机正转,电动缸前进。

使得当前的位移值等于目标唯一值之后停止。

当按下停止按钮后,将0赋给控制值,电机停止转动。

4、程序的前面板
四、实验结果
定值后系统不稳定,符合控制学稳定性的理论。

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