【摘要】：隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展,人們對多自由度運動的模擬裝置的需求越來越多。如,用于培養(yǎng)汽車駕駛員、賽車游戲的運動模擬裝置。目前,大部分模擬裝置的機構(gòu)原型是Stewart機構(gòu),其安裝與調(diào)試的過程中涉及參數(shù)多,工藝性有待提高。本文設(shè)計應(yīng)用于駕駛場景模擬的運動裝置,是采用通過Stewart機構(gòu)變異得到的6-SPS并聯(lián)機構(gòu),其工藝性好,結(jié)構(gòu)緊湊,可以應(yīng)用于現(xiàn)代化工業(yè)、教育教學(xué)和游戲娛樂等多種場合。在已有的研究成果基礎(chǔ)上,設(shè)計了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的駕駛模擬裝置的機構(gòu)原型,該裝置主要由運動平臺、固定平臺和并聯(lián)形式聯(lián)于兩者之間的六個SPS運動支鏈構(gòu)成。其中六個SPS支鏈按3、2、1的數(shù)量分為三組,三組運動支鏈相互正交布局。分析了機構(gòu)位置反解,利用空間邊界點搜索方法,求得模擬裝置的運動空間,繪制了運動空間的三維邊界圖。利用運動與力綜合傳遞性能,結(jié)合運動空間的體積作為評價指標(biāo),分析了模擬裝置的機構(gòu)尺寸參數(shù)對評價指標(biāo)的影響,給出了一組合理的機構(gòu)參數(shù)。建立了該裝置的動力學(xué)模型,利用拉格朗日動力學(xué)方程求出了該裝置的動力學(xué)方程的顯式表達式,設(shè)計了虛擬樣機,建立了虛擬樣機模型,利用ADAMS仿真軟件對樣機模型進行仿真,得出了模擬裝置的各項性能變化曲線。結(jié)果表明,本文設(shè)計的駕駛模擬運動裝置是可行的,為該產(chǎn)品的研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。依據(jù)本文的設(shè)計方案,研發(fā)出了一種駕駛模擬六自由度運動平臺樣機。
【圖文】：

課題背景及意義隨著對并聯(lián)機構(gòu)的研究不斷加深，其應(yīng)用的范圍越來越廣，近年來，虛擬和系統(tǒng)仿真技術(shù)的快速發(fā)展[1-2]，基于并聯(lián)機構(gòu)的駕駛模擬運動裝置在很多了長足的進步[3]。駕駛模擬運動裝置的發(fā)展不僅能夠提高我國航空航天設(shè)備備以及民用設(shè)備的研究水平，為駕駛員的培養(yǎng)降低成本，也能通過應(yīng)用于領(lǐng)域來豐富人們的生活[4-6]。駕駛模擬裝置是通過模擬真實物體的運動來給使用者提供運動感覺的機利用這種裝置，駕駛員可以感覺到所操縱運動設(shè)備的加速度大小及方向，定的情況下也可以感覺其姿態(tài)。比如，駕駛模擬裝置應(yīng)用于對飛行員或者養(yǎng)，駕駛模擬裝置通過模擬飛機的飛行或者船舶的航行來提供逼真的飛行航行感覺，如圖 1-1 和 1-2 所示�？梢允贡慌囵B(yǎng)者不用登上飛機或者船舶就好的訓(xùn)練效果，同時，可以避免環(huán)境污染，減少能源消耗，降低培訓(xùn)成本可控性高，培訓(xùn)風(fēng)險低，不受氣候和場地的限制等優(yōu)點。

課題背景及意義隨著對并聯(lián)機構(gòu)的研究不斷加深，其應(yīng)用的范圍越來越廣，近年來，虛擬和系統(tǒng)仿真技術(shù)的快速發(fā)展[1-2]，基于并聯(lián)機構(gòu)的駕駛模擬運動裝置在很多了長足的進步[3]。駕駛模擬運動裝置的發(fā)展不僅能夠提高我國航空航天設(shè)備備以及民用設(shè)備的研究水平，為駕駛員的培養(yǎng)降低成本，也能通過應(yīng)用于領(lǐng)域來豐富人們的生活[4-6]。駕駛模擬裝置是通過模擬真實物體的運動來給使用者提供運動感覺的機利用這種裝置，駕駛員可以感覺到所操縱運動設(shè)備的加速度大小及方向，，定的情況下也可以感覺其姿態(tài)。比如，駕駛模擬裝置應(yīng)用于對飛行員或者養(yǎng)，駕駛模擬裝置通過模擬飛機的飛行或者船舶的航行來提供逼真的飛行航行感覺，如圖 1-1 和 1-2 所示�？梢允贡慌囵B(yǎng)者不用登上飛機或者船舶就好的訓(xùn)練效果，同時，可以避免環(huán)境污染，減少能源消耗，降低培訓(xùn)成本可控性高，培訓(xùn)風(fēng)險低，不受氣候和場地的限制等優(yōu)點。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH112

【參考文獻】

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本文編號：2685751