MOTEC 电动缸在六自由度平台上的应用







导读

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6个可以伸缩的电动缸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。

MOTEC电动缸六自由度运动平台是新技术的应用，平台具有清洁、整洁等优点，特别是运动精度方面，更是液压运动平台无法比拟的，故该平台广泛应用于武器研发、数控机床、医疗手术、航天对接等领域。

六自由度平台具有以下特点：

(1) 六自由度平台由6个缸同时支撑，与串联机构的悬臂梁相比，刚度大，结构稳定，在相同的自重或体积下有比串联机构高的承载能力；

(2) 串联机构末端件上的误差是各个关节误差的积累和放大，因而其精度低，误差大，而采用并联机构的六自由度平台没有误差积累和放大，因此误差小、精度高；

(3) 六自由度平台采用对称式结构，各向同性好；

(4) 在位置求解方面，串联机构求正解容易，但求反解十分困难，而采用并联机构的六自由度平台求正解困难，求反解却非常容易。在线实时计算时是要求反解，相比之下，并联机构容易实现。





软件部分主要包括用户界面程序、伺服算法程序、PID参数设置程序等。

电控部分的作用是接收控制系统输出的指令数据，并将其传输给伺服驱动器，驱动器将信号放大后控制电机运动，进而带动电动缸运动，并最终使台体实现各种姿态。包括工控机、运动控制卡、伺服驱动器、伺服电机、电阻尺及相关电器元件等。

机械部分用于支撑负载，包括上平台、上连接铰、下连接铰、电动缸、支撑架、底座等。平台由电动缸驱动，进行横滚、偏航、俯仰三个姿态和X、Y、Z平移共6个自由度的运动。

电动缸具有传动效率高、应用范围广、定位精度高、静音运行、结构简单、维护方便、可靠性和安全性高、运行平稳、使用寿命长等优点。

‍‍附：六自由度平台的发展‍‍

1965年，英国工程师Stewar提出六轴并联式空间机构；

70年代初，美国出现六自由度并联机构运动平台的飞行模拟器并制定系统标准。自此，六自由度运动平台趋向标准化、系列化生产阶段；

1978年，澳大利亚机构学专家Hunt.KH提出平台机构用作并联机器人的主要机构；

Mac.Callion 和Pham在1979年首次利用六自由度平台机构设计出装配机器人，拉开了并联机器人研究的序幕；

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