本文關(guān)鍵詞：基于六自由度并聯(lián)機構(gòu)的汽車模擬駕駛設(shè)備的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究對象是基于六自由度并聯(lián)機構(gòu)的交互式駕駛體驗設(shè)備，實現(xiàn)了體驗者、平臺、游戲系統(tǒng)之間的交互。憑借方向盤、油門踏板等人機交互裝置，體驗者能夠參與游戲體驗。通過機械平臺，運動控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r地反饋游戲體感。與現(xiàn)在的5D動感電影相比，人機交互技術(shù)在這套設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。由于逼真的駕駛體驗，如果作為汽車駕駛技術(shù)培訓(xùn)工具使用，能夠提供方便、環(huán)保、經(jīng)濟的培訓(xùn)條件。通過第一套設(shè)備的試驗，文中所做工作得到驗證。 本文對平臺進行了運動學正解分析，包括位置正解、速度正解，利用拉格朗日法對其動力學方面進行了研究。由于Stewart機構(gòu)反解理論對于解決工程實際問題更加的實際、簡單，因此本文重點研究了運動學反解理論，完成了平臺的運動學分析，并且將運動學理論應(yīng)用于控制系統(tǒng)中。通過對比分析了液壓、氣動、電動三種驅(qū)動方案的優(yōu)缺點，，確定了伺服電機作為系統(tǒng)的驅(qū)動裝置。根據(jù)動感平臺的負載情況，計算出了伺服電機理論功率，選定臺達ECMA-C20910伺服電機，確定了皮帶傳動系統(tǒng)，匹配了伺服電機驅(qū)動器。選用十字包萬向節(jié)作為萬向節(jié)副，設(shè)計了萬向節(jié)支座。 采用Solidworks設(shè)計了關(guān)鍵零部件，建立了平臺簡化模型。通過ADAMS軟件，對平臺進行運動學及動力學分析，驗證平臺運動可靠性。基于Windows XP的上位機系統(tǒng)與運動控制板模式構(gòu)建的控制平臺，為設(shè)備提供了一個可靠的控制環(huán)境。應(yīng)用VC++語言編寫的測試軟件，具備測試交互裝置精度及穩(wěn)定性的功能。Atmega16作為運動控制卡的CPU單元，編寫了運動控制控制程序，實現(xiàn)系統(tǒng)初始化、實時控制、中斷響應(yīng)等功能。
【關(guān)鍵詞】：汽車模擬駕駛 6-SPS機構(gòu) 運動仿真 控制系統(tǒng)
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U467.1;TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 并聯(lián)機器人奇異位形的研究15
• 1.4 并聯(lián)機構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀15-17
• 1.5 課題的提出17-20
• 第2章 六自由并聯(lián)平臺研究20-29
• 2.1 引言20-21
• 2.2 六自由度并聯(lián)運動平臺的運動學分析21-26
• 2.2.1 自由度計算21
• 2.2.2 并聯(lián)機構(gòu)運動學分析21-23
• 2.2.3 位置正解23-24
• 2.2.4 位置反解24-25
• 2.2.5 速度反解25-26
• 2.3 六自由度平臺的動力學分析26-28
• 2.3.1 拉格朗日方程的描述26
• 2.3.2 系統(tǒng)廣義坐標的確立26-27
• 2.3.3 系統(tǒng)動能 K 的求解27-28
• 2.3.4 系統(tǒng)勢能 P28
• 2.4 小節(jié)28-29
• 第3章 平臺的仿真29-42
• 3.1 ADAMS 介紹29-30
• 3.2 ADAMS 軟件的基礎(chǔ)理論分析30-35
• 3.2.1 ADAMS 運動學計計算30-31
• 3.2.2 ADAMS 動力學仿真31-35
• 3.3 ADAMS 仿真分析35-41
• 3.3.1 動感體驗平臺的建模35-36
• 3.3.2 動感體驗平臺的 ADAMS 仿真36-37
• 3.3.3 動感體驗平臺俯仰運動37-39
• 3.3.4 動感體驗平臺升降運動39-40
• 3.3.5 動感體驗平臺左右擺動運動40-41
• 3.3.6 結(jié)論41
• 3.4 本章小節(jié)41-42
• 第4章 動感體驗平臺相關(guān)設(shè)備的選型及設(shè)計42-48
• 4.1 運動平臺驅(qū)動方式的選擇42-46
• 4.1.1 電動缸工作原理42-43
• 4.1.2 傳動系統(tǒng)方案的確定43
• 4.1.3 伺服電機選型計算43-46
• 4.2 相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計46-47
• 4.2.1 電器箱的設(shè)計46
• 4.2.2 虎克鉸的設(shè)計46-47
• 4.3 本章小節(jié)47-48
• 第5章 六自由度動感體驗設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計48-66
• 5.1 動感體驗平臺控制原理48-51
• 5.1.1 傳統(tǒng)的控制方案48-50
• 5.1.2 電阻式位移傳感器工作原理50
• 5.1.3 數(shù)據(jù)采集軟件50-51
• 5.2 數(shù)據(jù)采集器硬件51-52
• 5.3 汽車駕駛控制信號輸入原理52-54
• 5.3.1 方向盤的工作原理52
• 5.3.2 加速油門踏板工作原理52-53
• 5.3.3 方向盤及油門踏板的測試軟件53-54
• 5.4 運動控制硬件54-65
• 5.4.1 動感體驗平臺控制原理54
• 5.4.2 控制系統(tǒng)的整體設(shè)計54
• 5.4.3 開放式控制54-55
• 5.4.4 運動控制卡的設(shè)計55-57
• 5.4.5 各模塊的作用57-58
• 5.4.6 控制卡程序58-64
• 5.4.7 串口通信設(shè)計64-65
• 5.5 總結(jié)65-66
• 全文總結(jié)與工作展望66-67
• 全文總結(jié)66
• 工作展望66-67
• 參考文獻67-70
• 致謝70-71
• 附件 A (單片機代碼)71-79
• 附錄 B (攻讀學位期間成果)79

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于六自由度并聯(lián)機構(gòu)的汽車模擬駕駛設(shè)備的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314329