發(fā)布時(shí)間：2020-05-28 19:56

【摘要】：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)多自由度運(yùn)動(dòng)的模擬裝置的需求越來(lái)越多。如,用于培養(yǎng)汽車(chē)駕駛員、賽車(chē)游戲的運(yùn)動(dòng)模擬裝置。目前,大部分模擬裝置的機(jī)構(gòu)原型是Stewart機(jī)構(gòu),其安裝與調(diào)試的過(guò)程中涉及參數(shù)多,工藝性有待提高。本文設(shè)計(jì)應(yīng)用于駕駛場(chǎng)景模擬的運(yùn)動(dòng)裝置,是采用通過(guò)Stewart機(jī)構(gòu)變異得到的6-SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu),其工藝性好,結(jié)構(gòu)緊湊,可以應(yīng)用于現(xiàn)代化工業(yè)、教育教學(xué)和游戲娛樂(lè)等多種場(chǎng)合。在已有的研究成果基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的駕駛模擬裝置的機(jī)構(gòu)原型,該裝置主要由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)和并聯(lián)形式聯(lián)于兩者之間的六個(gè)SPS運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成。其中六個(gè)SPS支鏈按3、2、1的數(shù)量分為三組,三組運(yùn)動(dòng)支鏈相互正交布局。分析了機(jī)構(gòu)位置反解,利用空間邊界點(diǎn)搜索方法,求得模擬裝置的運(yùn)動(dòng)空間,繪制了運(yùn)動(dòng)空間的三維邊界圖。利用運(yùn)動(dòng)與力綜合傳遞性能,結(jié)合運(yùn)動(dòng)空間的體積作為評(píng)價(jià)指標(biāo),分析了模擬裝置的機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響,給出了一組合理的機(jī)構(gòu)參數(shù)。建立了該裝置的動(dòng)力學(xué)模型,利用拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程求出了該裝置的動(dòng)力學(xué)方程的顯式表達(dá)式,設(shè)計(jì)了虛擬樣機(jī),建立了虛擬樣機(jī)模型,利用ADAMS仿真軟件對(duì)樣機(jī)模型進(jìn)行仿真,得出了模擬裝置的各項(xiàng)性能變化曲線(xiàn)。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的駕駛模擬運(yùn)動(dòng)裝置是可行的,為該產(chǎn)品的研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。依據(jù)本文的設(shè)計(jì)方案,研發(fā)出了一種駕駛模擬六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)樣機(jī)。
【圖文】：

課題背景及意義隨著對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究不斷加深，其應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，近年來(lái)，虛擬和系統(tǒng)仿真技術(shù)的快速發(fā)展[1-2]，基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的駕駛模擬運(yùn)動(dòng)裝置在很多了長(zhǎng)足的進(jìn)步[3]。駕駛模擬運(yùn)動(dòng)裝置的發(fā)展不僅能夠提高我國(guó)航空航天設(shè)備備以及民用設(shè)備的研究水平，為駕駛員的培養(yǎng)降低成本，也能通過(guò)應(yīng)用于領(lǐng)域來(lái)豐富人們的生活[4-6]。駕駛模擬裝置是通過(guò)模擬真實(shí)物體的運(yùn)動(dòng)來(lái)給使用者提供運(yùn)動(dòng)感覺(jué)的機(jī)利用這種裝置，駕駛員可以感覺(jué)到所操縱運(yùn)動(dòng)設(shè)備的加速度大小及方向，定的情況下也可以感覺(jué)其姿態(tài)。比如，駕駛模擬裝置應(yīng)用于對(duì)飛行員或者養(yǎng)，駕駛模擬裝置通過(guò)模擬飛機(jī)的飛行或者船舶的航行來(lái)提供逼真的飛行航行感覺(jué)，如圖 1-1 和 1-2 所示�？梢允贡慌囵B(yǎng)者不用登上飛機(jī)或者船舶就好的訓(xùn)練效果，同時(shí)，可以避免環(huán)境污染，減少能源消耗，降低培訓(xùn)成本可控性高，培訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)低，不受氣候和場(chǎng)地的限制等優(yōu)點(diǎn)。

課題背景及意義隨著對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究不斷加深，其應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，近年來(lái)，虛擬和系統(tǒng)仿真技術(shù)的快速發(fā)展[1-2]，基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的駕駛模擬運(yùn)動(dòng)裝置在很多了長(zhǎng)足的進(jìn)步[3]。駕駛模擬運(yùn)動(dòng)裝置的發(fā)展不僅能夠提高我國(guó)航空航天設(shè)備備以及民用設(shè)備的研究水平，為駕駛員的培養(yǎng)降低成本，也能通過(guò)應(yīng)用于領(lǐng)域來(lái)豐富人們的生活[4-6]。駕駛模擬裝置是通過(guò)模擬真實(shí)物體的運(yùn)動(dòng)來(lái)給使用者提供運(yùn)動(dòng)感覺(jué)的機(jī)利用這種裝置，駕駛員可以感覺(jué)到所操縱運(yùn)動(dòng)設(shè)備的加速度大小及方向，，定的情況下也可以感覺(jué)其姿態(tài)。比如，駕駛模擬裝置應(yīng)用于對(duì)飛行員或者養(yǎng)，駕駛模擬裝置通過(guò)模擬飛機(jī)的飛行或者船舶的航行來(lái)提供逼真的飛行航行感覺(jué)，如圖 1-1 和 1-2 所示�？梢允贡慌囵B(yǎng)者不用登上飛機(jī)或者船舶就好的訓(xùn)練效果，同時(shí)，可以避免環(huán)境污染，減少能源消耗，降低培訓(xùn)成本可控性高，培訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)低，不受氣候和場(chǎng)地的限制等優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TH112

【參考文獻(xiàn)】

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4 趙玉成;賈樹(shù)恒;頓文濤;崔如芳;馬斌強(qiáng);李勉;袁超;;基于ADAMS的虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2013年08期

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9 祖旭,黃洪鐘,張旭;虛擬樣機(jī)技術(shù)及其發(fā)展[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2004年02期

10 郝云堂,金燁,季輝;虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在ADAMS中的實(shí)踐[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2003年03期

本文編號(hào)：2685751