[01147658]六自由度运动平台

六自由度运动平台，又称Stewart并联机器人，可以在一定范围内实现空间六个自由度的联合运动（即俯仰、侧倾、航偏转动以及前后、左右、上下平动）。与一般串型结构机械臂相比，具有承重/自重比大、机械刚性好、运动加速度大和控制精度高等优点。其应用范围非常广泛，如：虚拟轴机床、飞行模拟训练器、多自由度测量机构、兵器稳瞄系统抗扰测试平台、天文观测平台等。 由西安交通大学系统工程研究所自主研制开发的XJ-HEXAS系列六自由度运动平台采用Stewart结构，基本组成包括两个平台和六根支撑杆。其中一个平台为固定的“基座”（也称下平台）；另一个是可移动平台（也称活动平台）。两平台上装有受动关节，活动平台上的受动关节具有和活动平台一样的运动。两平台之间由六根支撑杆以并行方式相连，每个支撑杆的两端与两平台上的受动关节相连。每根支撑杆的末端装有驱动器，通过同步带传动驱使支撑杆伸缩，从而带动活动平台进行六自由度运动。 设计开发的XJ-HEXAS系列六自由度运动平台具有以下技术特点： 1.机械结构设计合理，采用自主设计的“虎克铰－丝杆副－虎克铰”简捷型动力杆机械结构，机械运动副间隙可调。 2.大运动范围，超过正负45度的旋转角、近40度的俯仰和横滚角，以及最大超过0.5米的平动半径。 3.能够在工作空间内实现六自由度联合运动，可以模拟各种运动轨线，并可以实现运行轨线间的平滑切换。 4.采用高采样频率控制技术，在控制算法中采用高效正向运动学迭代算法以保证高收敛精度，在工作空间内具有高定位精度和重复精度。 5.采用全数字控制系统及运动轨迹设置和仿真系统，操作方便。 6.控制系统具有完善的多层次的保护环节（硬保护模块＋“智能”软防护模块），确保平台的安全可靠运行。 六自由度运动平台具有广泛的市场应用前景。 在工业生产领域，与机床技术相结合，适用于开发被誉为“21世纪机床”的并联机床（也称为虚拟轴机床），相比传统机床具有刚度好、精度高、高速和高加速度等特点。自从1994年英国Geodetic公司、美国Gidding&Lewis公司分别展出五轴和三轴工具机，Stewart平台机构在工具机业名声大噪。并联型结构因其高刚性、低惯量、构造简单等特点，有很大潜力为下一代工具机提供所需的运动机构。我国已将并联机床的研究与开发列入国家科技攻关计划和国家高科技发展计划，相关基础理论研究连续得到国家自然科学基金和国家攀登计划的资助。 在运动仿真领域，通过在活动平台上安置座舱，配合虚拟现实等技术手段可以开发各类运动模拟器，用于模拟飞机飞行、舰船航行以及车辆行驶。 在测量测试领域，可以为多种设备提供模拟测试平台。 在空间技术领域，可以研制开发空间飞行器对接机构。 西安交通大学系统工程研究所并联机器人实验室长期从事并联机构相关领域的研究工作，在机构学、运动学以及动力学等领域具有深厚的理论基础，同时自主设计开发了多种型号的六自由度运动平台，积累了丰富的工程开发经验。诚挚希望与相关公司企业以及科研院所合作，共同推进此类机构的研究与应用。