高精度六軸平臺(Hexapod platform)逆運動學分析(一)簡介
阿新 • • 發佈:2018-12-03
一、簡介:
Hexapod robot代指一種蜘蛛型機器人,Hexapod platform代指有六個移動關節(Prismatic joint)的高精度平臺,這裡我們研究的是後者。
Hexapod platform的概念最初由D.stewart 在其1965年的論文《A platform with six degrees of freedom》提出來,所以也叫Stewart platform。這是一個非常緊湊的機械結構,通過6個移動關節來實現平臺六個自由度(x,y,z 以及row,pitch,yaw)的運動。
二、結構特點
相對於傳統常見的多軸運動平臺(比如雕刻機,3D印表機那種),Hexapod的優點是:
- 更加靈活,能用極少的空間實現六個自由度的全方位移動
- 超高精度,現在市場上的都能做到微米級和納米級
- 超寬的負載範圍,從幾十克到上百噸都有(天文望遠鏡基座)
- 由於其特殊的機械結構,可以進行復雜的運動模擬(飛行模擬器,那種動不動影院4D、5D座椅)
也因此目前Hexapod的應用主要有兩類:1.定位 2.運動模擬,可見他的應用很廣。但同時缺點也很明顯: - 行程短
三、設計方案
Hexapod結構很簡單,難的是如何控制精度。主要構成有:基座、十二個關節、十二個執行器以及一個工作臺。
目前比較成熟的設計中執行器的設計思路有:
- 轉動電機加絲桿
- 壓電馬達(運動原理跟蚯蚓一樣)
- 直線電機
廢話就說這麼多,接下來我們介紹一下該型別平臺的逆運動學分析