【摘 要】
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这些年随着科学技术的发展,人们对于多自由度运动模拟器的关注以及需求越来越多。例如,运动模拟器在驾校培训学员方面的应用,在赛车游戏领域的应用等。目前模拟器的结构大多数基于Stewart机构,受制于其布局的特点,该类机构存在一些改进的空间。本文设计出了一种应用于汽车驾驶场景的运动模拟器,是通过Stewart变异而来的6-UPS机构,其解耦性较好,可以用于现代化教学、娱乐和军事等方面。设计了一种新型布局
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这些年随着科学技术的发展,人们对于多自由度运动模拟器的关注以及需求越来越多。例如,运动模拟器在驾校培训学员方面的应用,在赛车游戏领域的应用等。目前模拟器的结构大多数基于Stewart机构,受制于其布局的特点,该类机构存在一些改进的空间。本文设计出了一种应用于汽车驾驶场景的运动模拟器,是通过Stewart变异而来的6-UPS机构,其解耦性较好,可以用于现代化教学、娱乐和军事等方面。设计了一种新型布局的六自由度驾驶模拟器,该模拟器主要包括运动平台、底座以及连接运动平台和底座的六个UPS运动分支。其中六个分支分为两组,每组分支呈圆周分布,且分布在不同的圆上,初始状态每组相邻分支两两平行。在此布局的基础上分析了机构的正反解,利用球坐标搜索法求解了机构的工作空间。将工作空间的体积、机构能效系数作为评价指标,并结合机构布局的特点,分析了模拟器的机构参数对评价指标的影响,并优选了一组参数。建立了运动模拟器的整体动力学模型,利用牛顿欧拉法得出了驾驶模拟器的动力学公式,在SOLIDWORKS软件中绘制出三维模型并进行装配,利用ADAMS软件对虚拟样机进行动力学仿真,得出了模拟器的各项参数曲线,建立MATLAB&ADAMS联合仿真的模型,联合仿真结果表明设计的驾驶模拟器具有良好的动态性能。分析表明设计的六自由度驾驶模拟器方案是可行的,满足设计要求,为该类产品的研发提供了理论依据。
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