六自由度運動平臺是一個空間并聯(lián)機構(gòu),由上下兩個平臺,和六個可伸縮的執(zhí)行器及它們之間的連接鉸鏈構(gòu)成,下平臺通常為固定平臺,上平臺為負載動動平臺,通過控制六個執(zhí)行器的運動參數(shù)來實現(xiàn)對上平臺的六自由度運動控制。六自由運動平臺具有結(jié)構(gòu)簡單、剛度好、定位精度高、動態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)良特性,特別適用于高精度、大載荷且工作空間較小的場合,因此廣泛應(yīng)用于并聯(lián)機床,運動模擬器,精密定位平臺等方面。本課題旨在設(shè)計一種采用步進電機作為電-機信號轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)字閥控缸為執(zhí)行器的六自由度運動平臺。在對六自由度運動平臺結(jié)構(gòu)和運動分析的基礎(chǔ)上,經(jīng)過調(diào)研,查閱相關(guān)資料,完成了數(shù)字閥控缸的設(shè)計,利用AMESim與Simulink軟件分別建立了數(shù)字閥控缸的模型和控制器模型,進行聯(lián)合仿真,仿真取得滿意效果。針對設(shè)計的數(shù)字閥控缸及平臺的運動要求,完成了單片機控制器的硬件和軟件設(shè)計,達到了對大功率運動平臺的控制要求。為了驗證六自由度運動平臺的預定運動要求與負載要求,利用Pro/E軟件建立了六自由度運動平臺的虛擬樣機,通過Mechanism/Pro接口,在ADAMS中進行運動干涉檢測,樣機模型能夠達到預定的六自由度運動要求而不發(fā)生干涉。... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 概述
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
        1.2.1 國外并聯(lián)六自由度運動平臺的發(fā)展狀況
        1.2.2 國內(nèi)并聯(lián)六自由度運動平臺的發(fā)展狀況
    1.3 課題研究的目的與意義
    1.4 本文的研究內(nèi)容
    1.5 小結(jié)
第二章 數(shù)字閥控缸運動平臺組成與運動分析
    2.1 平臺主要技術(shù)性能與幾何尺寸
    2.2 鉸鏈的設(shè)計
    2.3 運動平臺自由度分析
    2.4 坐標系的建立
        2.4.1 歐拉角坐標系
        2.4.2 運動平臺的位置反解
    2.5 小結(jié)
第三章 數(shù)字閥控缸的主體設(shè)計
    3.1 數(shù)字閥控缸概述
    3.2 數(shù)字閥控缸的組成和工作原理
    3.3 液壓缸的主要尺寸設(shè)計計算
        3.3.1 液壓缸總機械載荷計算
        3.3.2 液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸
        3.3.3 液壓缸的安裝方式
    3.4 數(shù)字閥設(shè)計
        3.4.1 三通閥主體設(shè)計
        3.4.2 絲杠-螺母副設(shè)計
        3.4.3 步進電機的選取
    3.5 小結(jié)
第四章 數(shù)字閥控缸運動平臺控制方案研究
    4.1 控制方案的選取
        4.1.1 步進電機主要控制方法
        4.1.2 選擇單片機對步進電機控制
        4.1.3 AT89C51 簡介
    4.2 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    4.3 硬件電路設(shè)計
        4.3.1 電源模塊
        4.3.2 單片機控制模塊
        4.3.3 L297/L298 步進電機驅(qū)動模塊
        4.3.4 總控制電路硬件圖
    4.4 軟件設(shè)計
    4.5 小結(jié)
第五章 基于AMESim 與Simulink 的閥控缸聯(lián)合仿真
    5.1 AMESim 軟件簡介
    5.2 閥控缸系統(tǒng)仿真
        5.2.1 閥控液壓缸模型的建立
        5.2.2 AMESim 與 Simulink 聯(lián)合仿真
    5.3 小結(jié)
第六章 基于ADAMS 運動平臺的建模與仿真
    6.1 ADAMS 軟件簡介
    6.2 運動平臺模型的建立
    6.3 運動平臺的運動仿真實現(xiàn)
        6.3.1 Pro/E 和 ADAMS 的接口 Mechanism/Pro
        6.3.2 定義約束及運動
        6.3.3 運動仿真的實現(xiàn)
    6.4 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
個人簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于AMIS30522的步進電機控制器設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 郭麗霞.  自動化與儀表. 2009(08)
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[3]基于L297/298的步進電機工作模式的單片機接口[J]. 向海健.  微計算機信息. 2007(26)
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[5]基于L297的兩相步進電機驅(qū)動器[J]. 潘海燕,姚朝霞.  機電工程. 2007(04)
[6]并聯(lián)機器人球鉸鏈的仿真設(shè)計[J]. 高金蓮,韓英強,李波,張小俊,劉更謙.  機械設(shè)計. 2007(02)
[7]基于AMESim與Matlab/Simulink聯(lián)合仿真技術(shù)的電液伺服系統(tǒng)減振研究[J]. 陳宏亮,李華聰.  機床與液壓. 2006(06)
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碩士論文
[1]六自由度Stewart平臺運動學參數(shù)的計算和試驗研究[D]. 徐文輝.哈爾濱工業(yè)大學 2006
[2]六自由度搖擺臺動力學仿真及優(yōu)化[D]. 何立波.哈爾濱工業(yè)大學 2006
[3]兩相混合式步進電機細分驅(qū)動控制器的研究[D]. 孫宏剛.華中科技大學 2006
[4]六自由度并聯(lián)機構(gòu)Stewart平臺的動力學建模與仿真[D]. 徐鵬.重慶大學 2005
[5]六自由度運動平臺伺服系統(tǒng)研究[D]. 高峰.華中科技大學 2004



本文編號：3165067