六自由度平臺(tái)最早是在1965年由英國工程師 Stewart 設(shè)計(jì)提出的概念,屬于并聯(lián)機(jī)構(gòu),最初主要是用作訓(xùn)練飛機(jī)駕駛員的飛行模擬器。1978 年 Hunt教授利用并聯(lián)機(jī)構(gòu)相具有結(jié)構(gòu)剛度大、承載能力強(qiáng)、位置精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等特點(diǎn),將六自由度平臺(tái)應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。
六自由度平臺(tái)按驅(qū)動(dòng)方式分為三種:六自由度液壓平臺(tái)、六自由度氣動(dòng)平臺(tái)、六自由度電動(dòng)動(dòng)感平臺(tái)。
六自由度液壓平臺(tái)關(guān)鍵部件為液壓缸、液壓電磁閥(可分為開關(guān)閥和比例閥兩類)和液壓泵站。動(dòng)力在三者中最大,適用于高載的情況。其價(jià)格中等、動(dòng)作相對(duì)氣動(dòng)平臺(tái)來說要緩和,噪音低。
六自由度氣動(dòng)平臺(tái)關(guān)鍵部件為氣壓缸、氣動(dòng)電磁閥和空壓機(jī)。其具有結(jié)構(gòu)簡單,耗電適中,價(jià)格低廉,無污染,動(dòng)作響應(yīng)速度快,工作可靠,便于維護(hù),壽命長,適應(yīng)溫度范圍廣。缺點(diǎn)是動(dòng)力較小、噪聲大、平臺(tái)運(yùn)行速度不均勻等。
六自由度電動(dòng)動(dòng)感平臺(tái)關(guān)鍵部件為電動(dòng)缸、減速機(jī)、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、ACB系列運(yùn)動(dòng)控制卡等,一般有三自由度和六自由度兩種。動(dòng)力大小僅次于液壓平臺(tái)。其具有響應(yīng)速度快,靈敏度高,控制精確,結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,噪音小,清潔衛(wèi)生,便于維護(hù)。唯一缺點(diǎn)就是控制系統(tǒng)復(fù)雜,成本較高。
在六自由度平臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,電動(dòng)驅(qū)動(dòng)由于省去了能量的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),電機(jī)直接產(chǎn)生力和力矩,運(yùn)動(dòng)過程確定性好,效率高,沒有復(fù)雜的管路系統(tǒng)具有高緊湊型,反應(yīng)靈敏使用方便且成本較低。所以該驅(qū)動(dòng)方式在工業(yè)控制領(lǐng)域使用最為廣泛,也是六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)主要使用的驅(qū)動(dòng)類型,因此,六自由度平臺(tái)又被稱為六自由度電動(dòng)動(dòng)感平臺(tái)。
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