一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，包括呈框架结构的支架，支架内部设置有运动平台，运动平台上设置有MEMS动态倾角传感器，支架顶部设置有步进电机，步进电机与运动平台活动连接，支架上还设置有控制器，控制器与MEMS动态倾角传感器、步进电机均电性连接。本实用新型专利技术解决了现有技术中存在的三自由度运动台架大多存在结构复杂、体积大、压力源配套系统复杂、维护保养难、成本高昂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架
本技术属于运动模拟控制设备
，具体涉及一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架。
技术介绍
目前，三自由度运动试验台架是一种三自由度并联机构运动结构为平台提供动力及运动形式，广泛用于航空、船舶、汽车等行业，主要应用于模拟各种飞行姿态、运动状态等，达到科研、教学、培训以及体验地的目的。然而，目前市场上的三自由度运动台架大多为底部支撑平台的液压或者气动控制系统，存在结构复杂、体积大、压力源配套系统复杂，维护保养难，成本高昂等问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，解决了现有技术中存在的三自由度运动台架大多存在结构复杂、体积大、压力源配套系统复杂、维护保养难、成本高昂的问题。本技术所采用的技术方案是，一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，包括呈框架结构的支架，支架内部设置有运动平台，运动平台上设置有MEMS动态倾角传感器，支架顶部设置有步进电机，步进电机与运动平台活动连接，支架上还设置有控制器，控制器与MEMS动态倾角传感器、步进电机均电性连接。本技术的特点还在于，运动平台上设置有X轴吊环螺丝、Y轴吊环螺丝、Z轴吊环螺丝，X轴吊环螺丝通过X轴吊链与支架顶部的X轴步进电机连接，Y轴吊环螺丝通过Y轴吊链与支架顶部的Y轴步进电机连接，Z轴吊环螺丝通过Z轴吊链与支架顶部的Z轴步进电机连接，X轴步进电机又与X轴驱动器连接后与控制器连接，Y轴步进电机又与Y轴驱动器连接后与所述控制器连接，Z轴步进电机又与Z轴驱动器连接后与控制器连接。X轴吊环螺丝、Y轴吊环螺丝、Z轴吊环螺丝呈平面三角形状分布于运动平台上。X轴吊环螺丝与X轴吊链之间通过X轴挂钩连接固定，Y轴吊环螺丝与Y轴吊链之间通过Y轴挂钩连接固定，Z轴吊环螺丝与Z轴吊链之间通过Z轴挂钩连接固定。MEMS动态倾角传感器型号为Pixhawk2.4.8。控制器型号为TC5530。运动平台为亚克力板。本技术的有益效果是，顶部悬挂式三自由度运动试验台架，主要应用在某灵巧型飞机飞行姿态仿真试验中，从而可以完成在不同飞行姿态下的飞机燃油箱相关试验，本装置使用最简单的步进电机吊装方式实现姿态变换，相对于目前市场上的液压气动装置来说，稳定性好，结构简单，操作方便，且节省成本。附图说明图1是本技术整体结构示意图；图2是本技术工作原理逻辑动作示意图。图中，1.支架，2.运动平台，3.MEMS动态倾角传感器，4.X轴挂钩，5.Y轴挂钩，6.Z轴挂钩，7.X轴吊链，8.Y轴吊链，9.Z轴吊链，10.X轴吊环螺丝，11.Y轴吊环螺丝，12.Z轴吊环螺丝，13.X轴步进电机，14.Y轴步进电机，15.Z轴步进电机，16.X轴驱动器，17.Y轴驱动器，18.Z轴驱动器，19.控制器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，结构如图1所示，包括呈框架结构的支架1，支架1内部设置有运动平台2，运动平台2上设置有MEMS动态倾角传感器3，支架1顶部设置有步进电机，步进电机与运动平台2活动连接，支架1上还设置有控制器19，控制器19与MEMS动态倾角传感器3、步进电机均电性连接。运动平台2上设置有X轴吊环螺丝10、Y轴吊环螺丝11、Z轴吊环螺丝12，X轴吊环螺丝10通过X轴吊链7与支架1顶部的X轴步进电机13连接，Y轴吊环螺丝11通过Y轴吊链8与支架1顶部的Y轴步进电机14连接，Z轴吊环螺丝12通过Z轴吊链9与支架1顶部的Z轴步进电机15连接，X轴步进电机13又与X轴驱动器16连接后与控制器19连接，Y轴步进电机14又与Y轴驱动器17连接后与控制器19连接，Z轴步进电机15又与Z轴驱动器18连接后与控制器19连接。X轴吊环螺丝10、Y轴吊环螺丝11、Z轴吊环螺丝12呈平面三角形状分布于运动平台2上。X轴吊环螺丝10与X轴吊链7之间通过X轴挂钩4连接固定，Y轴吊环螺丝11与Y轴吊链8之间通过Y轴挂钩5连接固定，Z轴吊环螺丝12与Z轴吊链9之间通过Z轴挂钩6连接固定。MEMS动态倾角传感器3型号为Pixhawk2.4.8。控制器19型号为TC5530。运动平台2为亚克力板。本技术的工作原理如下：本技术一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，X轴驱动器16、Y轴驱动器17、Z轴驱动器18均采用两相步进电机驱动器，可实现正反转控制。本技术在工作中可单独启动X轴驱动器16、Y轴驱动器17、Z轴驱动器18，从而实现运动试验台架的三自由度运动，具有结构简单，震动小，稳定性及准确性高的特点。所述控制器19采用高性能32位CPU运动控制器，控制器19内置驱动装置采用细分步进电机或者伺服电机，通过控制器19设置调整X、Y、Z轴控制参数及速度参数自动运行，或者按照按键定义对X、Y、Z轴正反转进行手动操作，控制X轴驱动器16、Y轴驱动器17、Z轴驱动器18，从而驱动X轴步进电机13，Y轴步进电机14，Z轴步进电机15进行自由启动、停止或者正反转，从而实现X、Y、Z轴吊链上下运动，带动运动平台2完成试验需要的任意姿态，控制器19配备液晶显示屏，全封闭触摸操作键盘，系统具有高可靠性，高精度，噪音小，操作简单的特点。MEMS动态倾角传感器3，内置加速度和陀螺传感器，集成了卡尔曼滤波算法，可以测量运动平台2的姿态参数(X轴、Y轴、Z轴方向上的位移量)，实现可测量运动状态下运动平台2的实时运动数据，采用脉冲宽度调制(PWM)数字编码信号输出，可在远端数据接收方对运动姿态实时数据进行动画模拟，对整个实验过程中试验台架的姿态进行跟踪和记录。本技术工作原理逻辑动作示意图如图2所示：通过控制器19设置X轴步进电机13、Y轴步进电机14、Z轴的步进电机15的位移量(同台多轴设备可以设定为不同的数据单位，如位移量单位、角度单位、圈数单位，且之间可通过关系式进行互相转换)及速度进行自动运行，控制器19可分别独立控制X轴驱动器16，Y轴驱动器17，Z轴驱动器18，从而驱动相应的X轴步进电机13，Y轴步进电机14，Z轴步进电机15启停和不同速度正反转，也可同时启动任意两个或同时启动三个，X轴步进电机13，Y轴步进电机14，Z轴步进电机15的启停和正反转通过X轴吊链7，Y轴吊链8，Z轴吊链9，带动运动平台2分别进行X轴方向，Y轴方向，Z轴方向上的平动，即运动平台2的X轴方向，Y轴方向，Z轴方向三自由度运动。最后，MEMS动态倾角传感器3对运动平台2的姿态参数(X轴、Y轴、Z轴方向上的平动量)进行测量，并在远端数据接收方实时进行动画模拟。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，其特征在于，包括呈框架结构的支架(1)，支架(1)内部设置有运动平台(2)，运动平台(2)上设置有MEMS动态倾角传感器(3)，支架(1)顶部设置有步进电机，步进电机与运动平台(2)活动连接，支架(1)上还设置有控制器(19)，控制器(19)与MEMS动态倾角传感器(3)、步进电机均电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，其特征在于，包括呈框架结构的支架(1)，支架(1)内部设置有运动平台(2)，运动平台(2)上设置有MEMS动态倾角传感器(3)，支架(1)顶部设置有步进电机，步进电机与运动平台(2)活动连接，支架(1)上还设置有控制器(19)，控制器(19)与MEMS动态倾角传感器(3)、步进电机均电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种顶部悬挂式三自由度运动试验台架，其特征在于，所述运动平台(2)上设置有X轴吊环螺丝(10)、Y轴吊环螺丝(11)、Z轴吊环螺丝(12)，X轴吊环螺丝(10)通过X轴吊链(7)与支架(1)顶部的X轴步进电机(13)连接，Y轴吊环螺丝(11)通过Y轴吊链(8)与支架(1)顶部的Y轴步进电机(14)连接，Z轴吊环螺丝(12)通过Z轴吊链(9)与支架(1)顶部的Z轴步进电机(15)连接，X轴步进电机(13)又与X轴驱动器(16)连接后与所述控制器(19)连接，Y轴步进电机(14)又与Y轴驱动器(17)连接后与所述控制器(19)连接，Z轴步进电机(15)又与Z轴驱动器(18)连接后...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨开亮，
申请(专利权)人：西安鹏泰航空动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61