六自由度平台

2024年3月27日发(作者：为什么都不建议买chr)

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（一）

六自由运动平台介绍

六自由度液压平台技术参数

六自由度运动平台是由六支油缸，上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，

借助六只油缸的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（α，β，γ， X，Y，Z）的运动，从而可以模

拟出各种空间运动姿态。六自由度运动平台涉及到机械、液压、电气、控制、计算机、传感器，空间运动

数学模型、实时信号传输处理等一系列高科技领域，因此六自由度运动平台是液压和控制领域水平的标志

性象征。主要包括平台的空间运动机构、空间运动模型、液压系统、控制系统。

1 六自由度平台空间机构技术参数

六自由度平台结构效果图如图1所示。

图1 六自由度平台

六自由度运动平台由上下平台和六个液压油缸组成。六个液压缸上端点两两组成上平台三个支点，六个液

压缸下端点两两组成下平台三个支点。上下三个支点分别在假设的圆周上，并且是120o等分，既分别是两

个等边三角形的顶点。根据不同的运动范围，油缸的行程和上下平台半径不同。结构如图2所示。

图2 六自由度平台结构图

根据标书要求，六自由度平台结构参数如下：

上平台半径： 0.8m；

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下平台半径：0.85m ；

油缸最低行程时上下平台垂直距离：约1.17m；

油缸行程：±0.20m。

2 六自由度平台空间运动

空间运动的目标是实现平台在空间运动的三个姿态角度和三个平动位移，即俯仰、滚转、偏航、上下垂直

运动、前后平移和左右平移，及六个姿态的复合运动姿态。而空间目标是通过六个液压缸的行程实现的，

这就需要一个空间的运动模型完成空间运动的转换，假设空间运动的目标俯仰、滚转、偏航、上下垂直位

移、前后平移和左右平移用α，β，γ，X，Y，Z表示，六个油缸的行程用L（i）（i＝1、2、3、4、5、6）

表示。整个运动模型如下：

L（i）＝TT（α，β，γ，X，Y，Z）

其中，TT是一个空间转换矩阵模型。由此实时算出每一运动时刻液压油缸的行程。液压油缸的理论行程再

通过D/A接口的转换，给出实际行程值。

根据平台的空间机构参数，空间运动参数如下：

俯仰

滚转

偏航

垂直升降

纵向位移

侧向位移

位移

±20o

±17o

±30o

±200mm

±200mm

－200mm—＋200mm

速度

22o/S

22o/S

22o/S

0.5m/S

0.5m/S

0.5m/S

加速度

2弧度/S2

2弧度/S2

2弧度/S2

0.5m/ S2

0.5m/ S2

0.5m/ S2

（二）

六自由度平台

多自由度运动控制

多自由度控制系统中，自由度最多为六自由度，并且六自由度运动控制

难度最大，设备及系统最复杂，下面主要介绍我公司设计、生产的六自由度运动

平台。

六自由度运动平台是由六支直线伺服电动缸，上、下各六只万向铰链和

上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，借助六只伺服电动缸（执行器）的

伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（X，Y，Z，α，β，γ）的运动，从

而可以模拟出各种空间运动姿态，可广泛应用到各种训练模拟器中，如飞行模拟

器、汽车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域中。在加工业

可制成六轴联动机床、机器人等。

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