三自由度穩(wěn)定平臺分析設計與實驗研究.pdf

1、三自由度穩(wěn)定平臺是半實物仿真實驗中常用的定位跟蹤設備，在科學研究領域占據(jù)重要位置。穩(wěn)定平臺的定位精度受自身結(jié)構(gòu)及動態(tài)特性影響，是其主要的性能指標。本文通過動力學軟件分析了影響驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的主要原因，利用有限元軟件對機械結(jié)構(gòu)進行了靜力學分析，在理論分析的基礎上提出了降低功率的新結(jié)構(gòu)。具體內(nèi)容如下：
　　首先，對穩(wěn)定平臺整體的機械結(jié)構(gòu)進行設計，通過幾種典型結(jié)構(gòu)的對比，明確它們各自的特點，初步建立三維模型，按照機構(gòu)之間的運動關系把軸系合并成

2、部件，以軸系運動狀態(tài)及重力作為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的影響因子，賦予各軸系運動規(guī)律并進行動力學仿真，得出各軸系相應狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩曲線。排除重力因素的干擾，三軸系耦合運動中方位軸受影響最為顯著，而橫搖軸受影響最為微弱，認為增加功耗的主要因素是重力引起的偏心矩。
　　其次，將原模型二次簡化，去掉零件中對分析結(jié)果影響微弱的結(jié)構(gòu)及部分非承載件，將軸承等標準件進行等效處理，設置零件間的接觸關系，添加外載荷及約束后對轉(zhuǎn)臺整體結(jié)構(gòu)進行靜力學分析，得到極限位置處

3、的應力、應變圖，分析最大應力、變形是否在允許范圍內(nèi)。
　　再次，加工樣機，把負載質(zhì)量等效后固定于穩(wěn)定平臺上，設置軸系運動參數(shù)，運行設備進行測試，將實驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進行對比，分析仿真的有效性及誤差產(chǎn)生的原因，總結(jié)提高仿真度經(jīng)驗，為今后大功率穩(wěn)定平臺的仿真設計提供參考。
　　最后，為了有效降低驅(qū)動功率，在理論與實物研究的基礎上提出了虛擬軸結(jié)構(gòu)，理論依據(jù)是將運動軸系的質(zhì)心與其旋轉(zhuǎn)中心重合，理論上使重力引起的偏心矩減小為零。將虛擬