3大利器轻松实现六自由度平台的应用与开发

文章出处：6dof 人气：发表时间：2019-10-17 00:17

飞行员驾驶着飞机在天空翱翔，他们是通过怎样的训练实现了“蓝天梦”？宇宙飞船在天际与空间站精准对接，是什么确保分毫不差？

海军在波涛汹涌的海面上有条不紊的战斗，他们又是如何做到这样的训练有素？以上这些问题的答案，都与同一个设备有关——六自由度平台（Stewart Platform）

什么是六自由度平台？

六自由度平台其实就是一种并联结构的运动平台，由上平台、下平台、六个电动缸以及铰接机构组成。本质上讲，六自由度平台是并联机器人（Parallel Mechanism）的一种。1965 年，德国Stewart 发明了六自由度并联机构，并将其作为飞行模拟器用于训练飞行员。1978年澳大利亚著名机构学教授Hunt提出将并联机构用于机器人手臂。并联机构具有以下特点：

与串联机构相比刚度大，结构稳定

承载能力大

微动精度高

运动负荷小；

在位置求解上，串联机构正解容易，但反解十分困难，而并联机构却恰恰相反，正解困难，反解却非常容易。

机器人在线实时计算需要计算反解，因此并联式非常适合。将六自由度平台的下平台固定在基座上，通过对六个点动缸进行严格的同步插补控制，使其按照指定方式伸缩，完成平台在空间六个自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的运动，从而模拟出各种空间运动姿态。

针对六自由度平台的3大利器

针对六自由度平台，天誉科技提供标准的正解、逆解功能块，调用十分方便，用户只需要提供基本的平台尺寸参数，就可以解算运动姿态，实现平台的位置和姿态控制。

天誉科技在六自由度平台上有着丰富的应用经验。JARRETT或者倍福系列控制器可实现六个电动缸的插补控制。控制器经过空间运动模型变换，反解运算，补偿运算，得出六只电动缸的伸长量，再通过EtherCAT总线传递给驱动器，由驱动器驱动电动机转动，电动缸按照指令伸缩，平台运行到指定姿态。安装在电动机上的编码器实时检测出电动机的速度，位置信息并发送到驱动器，构成电动缸的闭环控制系统，以实时精确地控制各电动缸的伸长量，同时信息传输给控制器并通过正解运算，计算出平台实时姿态，并进行反馈调整，可轻易达到0.01mm的定位精度，适用于运动模拟及精密测试等多种应用场景。

JARRETT GMLS系列伺服电机具有低惯量，大扭矩的特点，可使平台具备极快的动态响应特性。WAC伺服驱动器良好的带宽特性及震动抑制功能，可将电机的运动特性发挥到极致。除了基本的运动控制之外，天誉科技针对六自由度平台的控制方案中还可借助独有的安全卡，实现SS1（安全停车）及SBT（安全刹车检测）功能，确保设备及操作人员的安全。

如果想要实现六自由度平台与上位机的通讯，JARRETT或者倍福系列运动控制器还支持Tcp/IP、Modbus/Tcp、UDP等通讯形式，这些标准的通讯模块使得二次开发简单易行。

下一篇：如何正确选择一款合适的六自由度平台？上一篇：六自由度并联机构核心技术起源及典型应用

此文关键字：六自由度,六自由度平台

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