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六自由度摇摆平台

六自由度摇摆平台
六自由度摇摆平台

大黄蜂机器人六自由度摇摆台

大黄蜂机器人有限公司的六自由度平台系统由采用Stewart机构的六自由度运动平台、计算机控制系统、驱动系统等组成。六自由度运动平台(如下图)的下平台安装在地面上,上

平台为运动平台,它由六只电动缸支承,运动平台与电动缸采用六个虎克铰连接,电动缸与固定基座采用六个虎克铰连接,六只电动缸采用伺服电机驱动的电动缸。计算机控制系统通过协调控制电动缸的行程,实现运动平台的六个自由度的运动,即笛卡尔坐标系内的三个平移运动和绕三个坐标轴的转动。

各主要部分简述如下:

本设备主要由以下部分组成:运动上平台、下平台(基座)、电动缸及伺服

电机、驱动器系统、综合控制及监测系统。

各自功能如下:

上平台:是有效载荷的安装基面,提供六自由度的摇摆运动。

下平台:是六自由度摇摆台的安装基面,需要承受足够大的冲击力。

电动缸及伺服电机:通过控制电动缸活塞杆的行程,实现运动平台台体的六自由度运动,共6套。

驱动器系统:接收用户控制指令,通过控制伺服电机的输入,对伺服电机的输出转速和转角进行控制,达到控制电动缸活塞杆出速度和行程的目的,共6套。

综合控制监测系统:硬件为用户计算机,软件为研制方配合开发;同时,它

还对平台的运动过程进行监测,预防和处理系统的异常情况。

平台总体运动能力指标如上表,具体表述如下:

a.平台定位精度及重复定位精度为0.5mm及0.1mm;

b.平台转动精度及重复转动精度为0.1°及0.05°;

c.行程回差小于0.2mm;

d.平台X方向运动速度可从0mm/s到250mm/s连续变化;YZ方向运动

速度可从0mm/s到250mm/s连续变化;

e.单支杆可承受轴向力不小于700N;

f.单支杆的运动速度可从0m/s到250mm/s连续变化;

g.平台中位位置固有频率:不小于40Hz;

h.机械组件需具有开放性,可拆卸组装;

i.机械设计安全系数不小于 2.0,驱动裕度不小于 3.0;

j.额定载荷下,全行程往复工作寿命不小于1×104次,存储寿命不小于48月;

k.运动系统频率:0HZ~10HZ

l.

系统功率需求:1500W

m.

漂移量:平台系统连续运行12h以上,任何一个电动缸的位置漂移不超

过0.00025m。

n.

o.噪声:平台系统以40mm/s速度运动时,距平台系统1m处的噪声强度低

于70dB。

p.

q.设计安全系数:平台系统所有机械组件的设计载荷大于额定载荷的3倍r.

s.运动限位:在电动缸极限位置设置有限位装置,防止电动缸出现超行程的

现象。

t.

u.环境条件:

v. a. 工作温度:室内设备-10~50℃

室外设备-20~60℃

b. 储存温度: -40~65℃

c. 相对湿度: 95%±3%(40℃)

w.可靠性和可维修性:

x. a. 平台系统一次连续工作时间不低于24小时。

b. 使用寿命不小于10000小时。

c. 平均无故障时间MTBF≥1000小时。

d、平均维修时间MTBF<4小时。

y.供电条件要求:

a.电压220V,波动范围:-10%~+10%;

b.容量1500VA

z.电气性能:

aa.电源波动±20%或突然断电,平台系统能不受损坏,恢复供电重新启动后保证可正常工作。

bb.六自由度运动平台控制系统由带有CAN总线通讯和数字输入输出功能的运动控制器、全数字电机控制器、控制软件等组成。

cc.运动控制系统:

dd.定制全数字控制器

以太网接口

CAN总线接口

上位机控制软件

ee.

ff.全数字电机驱动器

gg.电机驱动器选用伺服控制系统。主要使用调频调压以及调整相位的方法,通过速度反馈和位置反馈监控,控制电机的高精度运行。该系统在硬件的快速拆装性、控制的精确性和安全性,以及通讯协议的兼容性等方面都有了跨越式的进步,其中向导式操作和图形化界面可以大大方便用户编程和

调试。此外,伺服系统的模块化设计,也使现场总线协议、存储器容量和

安全级别的选择更加灵活。高度的模块化还为将来的升级提供了保证。

伺服系统的指令给定方式,除了使用内置于的IO点和CANopen总线接口之外,还可以使用扩展的通信接口兼容Profibus、Profinet、EtherCAT、

DeviceNet、Ethernet、TCP/IP、Ethernet、Powerlink等总线系统进

行通信。通过Ethernet(以太网),可以实现远程的调试和诊断。

hh.售后服务及保障能力:

设备验收合格后,保修期12个月。在产品的全寿命期提供良好服务。服务及维护人员12小时内响应,24小时内到达现场。

ii.平台升级服务:在六自由度平台设计阶段,充分考虑平台的硬件和软件的

可维护性,以及升级接口。

jj.

kk.软件升级服务:控制软件采用先进面向对象的模块化设计方式,软件功能设计模块化,可快速替换及升级。

在平台保质期内,承诺平台软件功能免费升级。对用户提出新功能、新要

求,经双方协商可行性及方案后,尽快完成。

ll.

mm.硬件升级服务:

平台中大量的硬件采用通用接口的模块化设计,平台电路部分按照板级维护和板级升级设计,可快速维护及升级。

对用户提出硬件升级要求,双方协商解决。

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