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三轴转台台体结构设计

三轴转台台体结构设计
三轴转台台体结构设计

南通大学本科生毕业设计(论文)开题报告

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三轴转台技术要求

三轴转台技术要求 1功能要求 工作方式 具有角速度、角位置控制功能,具有远控功能。具备承载负载特性 负载不大于15kg,尺寸不大于Ф250×400。 2技术指标 机械位置精度要求 a)三轴垂直度:≤±5″; b)三轴相交度Φ1mm的球形范围内; 转角范围 a)内环连续滚转; b)中环连续滚转; c)外环连续滚转; 转速率范围 a)内环:0.005°/s~2000°/s; b)中环:0.005°/s~400°/s; c)外环:0.005°/s~400°/s。 最大角加速度 a)内环:2000°/ s2; b)中环:400°/ s2; c)外环:400°/ s2。 三轴速率精度 a)±0.005°/s(≤200°/s); b)±0.01%(≤200°/s) 姿态角位置静态误差 a)定位精度:±0.001°;

b)控制精度:±0.001°; c)位置分辨率:±0.0005°。 频率响应 a)内环:10Hz; b)中环:6Hz; c)外环:6Hz。 3 接口要求 电气接口 a)以太网接口 b)导电滑环要求 ●数量:共60环,两两双绞屏蔽,即30对为用户信号线(其中,6 对单环电流为3A,24对单环电流为0.5A); ●屏蔽层进滑环内部; ●导电环环道接触电阻:<20mΩ; ●掉电环环道绝缘电阻:≥500MΩ; ●导电环环道接触电阻变化量:<5mΩ; ●导电环寿命:1×107转。 机械接口 安装面要求:基准面平行度:0.01mm,法兰加定位装置。 4 结构要求 a)转台结构:立式; b)转台的中心高度应在1.2~1.4米; 5 供电要求 a)三相380V±10%,50Hz±1%; b)二相220V±10%,50Hz±1%。

三轴转台仿真设计---设计说明书

目录 摘要 (3) Abstract (4) 1 绪论 (6) 1.1 引言 (6) 1.2 国外研究状况 (6) 1.3国内研究状况 (6) 2 三轴转台的机械设计 (8) 2.1 三轴转台的概述 (8) 2.1.1 三轴转台的性能指标 (8) 2.1.2三轴转台工作原理概述 (8) 2.1.3 伺服驱动电机的选择与计算 (9) 2.1.4 直流力矩电机的计算分析 (12) 2.1.5 框架的选材 (13) 2.2 转台结构的设计 (14) 2.2.1 外环装配示意图 (14) 2.2.2 中环装配示意图 (15) 2.2.3 内环装配示意图 (15) 2.2.4 总装配示意图 (16) 2.2.5 零件示意图 (16) 3 伺服系统的总体设计 (17) 3.1伺服系统的组成 (17)

3.2 三轴转台的工作原理 (18) 3.3 伺服系统硬件的选择 (18) 3.3.1 直流电机驱动器的选择 (19) 3.3.2 圆光栅编码器增量式YGM506 的选择 (20) 3.3.3 稳压器的选择 (20) 3.3.4 软件可编程器件的选择 (21) 3.3.5 串口卡的选择 (21) 3.4 伺服控制系统的硬件接线图 (23) 4 三轴转台的运动仿真 (24) 4.1 概述 (24) 4.1.1 主要优点 (25) 4.1.2 研究复杂的实际情况 (25) 4.2 三轴转台仿真过程[20] (26) 5 结论 (28) 6 工作展望 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31) 2王伟

摘要 航空、航天工业发展水平是一个国家科技、经济及国防实力的重要标志。在航空航天领域中, 惯性导航和制导技术是一项核心技术, 三轴转台是测试惯性元件及半实物仿真的重要非标设备, 其性能的好坏直接影响仿真和测试的可靠性和置信度。 三轴转台是以控制理论、相似理论、系统技术和信息技术为基础,利用计算机和专用物理设备为工具,为惯性导航和制导系统仿真试验提供平台的关键设备【1】。它能够复现空间质心运动中的转角、角速度、角加速度等物理指标。由此,可以在地面试验室中真实地模拟导弹、飞行器等在空中的各种飞行姿态,以对敏感元件、惯导系统、执行机构等加以测试。将昂贵的实物试验转化为试验室中可预测、可重复性研究,为实物试验提供充分的技术指标和试验数据。 本文先建模设计,对转台的机械结构进行设计,并对一些标准件进行了选择,主要轴的设计,对一些装配关系进行了二维或者三维的建模。 其次,对控制系统进行了分析和选择,包括电机的选型,驱动器的选型,编码器的选型,接口扩充的选型,以及相关元件的选型,详细见附图(电控图)。其中搭建基本的硬件设备,采用软件的控制方法,设置控制系统的各模块选择,实现转台系统的运行功能,完全实现对转台的控制。(尤其是角速度和角位移的测量是本系统成为高精度转台仿真的关键性选择之一)。 关键词:三轴转台伺服系统建模直流电机 3

机械毕业设计716高空作业车的转台结构设计及有限元分析设计

高空作业车转台的结构设计及分析 摘要 本课题针对GKZ系列车型转台部分的要求工作装置,对GKZ型高空作业车回转机构进行设计及分析。高空作业车由液压马达、回转减速器及回转小齿轮、回转支承等组成。进行回转时,液压马达输出动力,通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿轮旋转,小齿轮与回转支承的齿圈啮合,由于回转支承的齿圈与车架刚性连接,因而回转减速器带动与之相连的转台回转。 本课题确定了高空作业车回转机构的传动方案,采用的单排四点接触球式回转支承,此类支承的主要优点是同时承受轴向、径向力和复合力矩。适用子中小型起重机。转台的结构设计采用的是倒π型结构,前后两个高强板,左右各一个支承板,再加两个加强筋形成。对转台采用PRO/E进行建模,将建好的模型通过转化放入ANSYS中进行有限元分析,分析出变形最大和受应力最大的接触面,对分析的结果的提出改进方案,对改进后的方案进行有限元分析比较, 确定最佳方案。本方案的设计为同类转台的结构设计提供了理论依据和分析方法。 在课题设计的过程中使用的方法有:(1)在结构设计过程中主要对转台的的受力情况进行分析,计算出转台的受力大小和转台的自重,对传动齿轮的设计及强度校核,运用绘图软件PRO/E进行建模。(2)将模型导入ANSYS中,对转台的受力情况进行分析查看其分析的结果,确保转台的变形和所受的应力均能符合设计要求。 [关键词]:高空作业车;转台结构设计;有限元分析;ANSYS

Constructional design and analysis for turn-table of aerial work platforms Abstract According to the requirement of working devices of turn-tables in the machine series type GKZ, this paper presented the constructional design and analysis for slewing mechanism of aerial work platforms. The aerial work platforms comprised hydraulic motors, rotary speed reducers, revolving pinions, slewing bearings and so on. When the turn-table slewed, the hydraulic motor transmitted power output which enabled pinions on the output shaft to revolve. Pinions were meshed with ring gear on slewing bearings. Due to rigid connection between the ring gear on slewing bearings and the chassis, turn-tables were rotated by rotary speed reducers. Gear plan for slewing mechanism of aerial work platforms and constructional design for turn-table were presented. Gear plans transmission for slewing mechanism of aerial work platforms was provided in which single-row four-point contact ball slewing bearings were adopted. The advantage of this type of bearing, which suited small and medium crane, was that it can bear axial force, radial force and compound moment at the same time. Configurations of anti type π were adopted in constructional design for turn-table, in which there were two high strength plates in tandem, two eudipleural supporting plates and two stiffened panels. Modeling and simulation of turn tables were obtained using PRO/E. The obtained modeling was transformation and analyzed by ANSYS Finite Element Analysis software. Consequently, contact area in the maximum of deformation and stress were analyzed. According to the results, improved schemes were presented, which were further analyzed and compared by finite element analysis. Finally, the best scheme was founded. This project provided the approaches of constructional design for the similar type of turn-table in theory. The following methods were used in this project: 1) Force situation of turn tables were analyzed in constructional design, and force variation and mass of turn-tables were calculated. The design and intensity of transmission gear were checked. Modeling and simulation were obtained using drawing software PRO/E; 2) The modeling were imputed into ANSYS and bearing force of turn-tables were analyzed. The results ensured that the deformation of turn-tables and their bearing force would meet the design requirements. [Keywords]: Aerial work platform; Turn-tables; Constructional design; Finite element analysis; ANSYS

单轴速率转台机械台体设计讲解

综合课程设计II项目总结报告题目:单轴速率转台机械台体设计 院(系)机电工程学院 专业机械设计制造自动化 学生 学号 班号 指导教师 填报日期2013.12.05 哈尔滨工业大学机电工程学院制 2013年12月

目录 第1章转台方案拟定 (1) 第2章轴承选择 (2) 2.1 轴承的选型 (2) 2.2 轴承跨距的计算 (2) 2.3 轴承的预紧 (2) 第3章测角元件的选择与计算 (3) 3.1 光电码盘的选型 (3) 3.2 光电码盘的设计 (3) 第4章载荷计算 (5) 第5章电机选取与计算 (6) 第6章机械结构设计 (7) 6.1 轴系部件的设计 (7) 6.2轴上其他零部件的设计 (10) 6.3 框架设计 (10) 参考文献 (12)

第1章转台方案拟定 转台即旋转平台,是用于测控系统元件标校试验的基础平台,位置、速率、加速度可控,可以实现位置、速率、加速度等试验。由于被测对象千差万别,测试条件也各有不同,故虽然市场上已有相对成熟的转台产品,但很多情况下专用的测试转台还需要专门设计。而单轴转台是一个单轴方位旋转机构,是一种重要的转角测试设备,可用于光电跟踪装置的动态角跟踪性能的检测,以及惯性导航系统和惯性元件的检定、标定。其按驱动方式可分为手动和电动两种,在电动的形式下又有开环和闭环两种控制方式,目前单轴转台的转角精度可达到1 角秒。结合本课题设计,进一步掌握如下内容:(1)掌握机械系统的组成规律、设计原则、设计步骤(过程)、设计内容和方法;(2)利用以前学到的有关的基础知识,根据特定的功能来设计机械系统。 任务要求设计分度刻线转台,转台水平旋转,主轴由交流力矩电机直接驱动,转台结构主要由主轴、电机、光电编码器、转台台面以及底座等组成。转台直接与主轴相连,由力矩电机直接驱动,通过轴承座将主轴与壳体的连接传递基准,安装光电编码器,最后将所有结构部件连接在基座上。转台的草图如下:

机电一体化转台设计.

机电一体化 一维转台设计说明书 目录 课程设计的目的1 《机电一体化》设计任务及设计参数1 一、系统总体改造方案的确定2 二、工作台旋转机械部分的改进2 三、工作台升降机械部分改进6 四、最佳方案8 五、其他机械部分改进8 六、控制部分方案设计11 小结14 参考文献14 设计过程 课程设计的目的 1)学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。 2)通过对机械系统的设计掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。齿轮同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。 3)通过对进给伺服系统的设计,掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式,学会选用典型的位移速度传感器;如交流、步进伺服进给系统,增量式旋转编码器,直线光栅等。 4)通过对控制系统的设计,掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路;如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设计等,以及控制系统的管理软件、伺服电机的控制软件等。 5)培养学生独立分析问题和解决问题的能力,学习并初步树立“系统设计”的思路。 6)锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。 设计参数 设计名称 转台的机电一体化设计。 设计任务 机械部分 说明该机构的工作原理、传动支撑方式、导向方式、预紧方式等;若有必要,可在提供的CAD图中按自己认为合理的方式进行修改。 设计限位装置(如接近开关的安装支座) 控制部分 该装置由两台异步电动机驱动,其中一台电机控制工作台在90度范围内往复旋转,另一台电机控制工作台上的托辊转动,完成工件输入、停止和输出的动作。要求用继电器接触器控制系统、或PLC、或单片机完成上述动作的控制。 提交的设计文件 设计说明书(A4)。

三轴雷达仿真转台设计

摘要 三轴雷达仿真转台是三轴转台的一种,本次设计的三轴雷达仿真转台主要用于某型机载雷达的测试。转台性能的优劣直接关系到仿真和测试试验的可靠性,是保证某型机载雷达的精度和性能的基础。本文针对三轴雷达仿真转台的机械结构设计进行了详细的讨论,并进行了理论论证及必要的计算,同时对本转台中使用到的测量元件及联轴器等其他原件的结构及原理作了简单的介绍,设计中采用铸铝合金作为台体的材料,实现了低转速、高精度的要求,并且减轻了整体的重量,使机构在满足:转角范围、速度范围、最大角加速度等设计参数要求的前提下,使结构设计尽量优化。本设计紧紧围绕着设计任务书中的各项指标,从内环开始至外环一步一步地展开设计。本文主要内容包括转台的总体结构论证、转台的详细结构设计、转台的误差分析等。结合转台设计的特点,本文重点讨论了转台机械结构的设计思想及设计过程。 关键词:三轴仿真转台;机载雷达;测量元件;联轴器:内环:中环:外环。

ABSTRACT Three shafts radar simulation turntable is one type of the three shafts turntable . The three shafts radar simulation turntable in this design is mainly used to test a certain type of airborne radar. The simulation turntable has great influence on the reliability and credence of experimentation,so the precision accuracy of a certain type of airborne radar is based on simulation turntable.This paper discusses detailedly the design of mechanical structure of the three shafts radar simulation turntable . Then uses the principle to demonstrate it and do the necessary calculation . At the same time, introduce the principle and structure of measurement components and clutch and other components used in the turntable in brief . This design closely revolves around every targets in design assignment,and spreads out from inner frame to outer frame step by step. The chief content of this paper involves the demonstration of the general structure , the design of the detailed structure and the analysis of error of the turntable. Combining the designing character of the turntable ,this paper emphatically discusses the idea and the process in designing the turntable. Key words:;Three Axis simulation turntable;Airborne radar;Measuring element;Coupling;Inner ring;Central;Outer ring

中国计量科学研究院三轴向精密转台系统设备采购项目技术部分文件

技术部分 仪器设备名称:频谱分析仪 1.采购背景/目标: 1.1采购背景 随着半导体行业的迅猛发展,各种高精度、多分量、高性能振动传感器技术得到长足发展,广泛应用于航天、航空、海洋工程、医疗卫生、国民经济等领域,国际上以MEMS 传感器为代表的新型振动传感器正在逐步取代传统振动传感器,成为主流运动测量产品,2008年的销售额超过了10亿美元,2010年仅ST公司的销售额就超过了20亿美元。近年来我国生产的MEMS运动传感器已经达到了国际先进水平,国外一些传统传感器行业 巨头也正在寻求我国MEMS运动传感器生产企业为其代工。然而,我国缺乏对这类传感 器的一些主要技术参数进行计量的能力,且国外对我国进行技术封锁,致使我国同类产品难以得到国际认可,无法与国外贴牌产品竞争;另一方面无法对关键技术指标进行测量,难以摸清技术改进方向,制约企业的自主创新能力。以日本国家计量院(NMIJ)为代表的发达国家计量院正在帮助日本和美国企业在ISO、IEC国际标准化组织中将其产 品和计量方法起草为新的国际标准,从而帮助其垄断未来的国际市场。例如以日本为主导起草的国际标准“IEC 60747-14-4 半导体加速度计”明确要求采用多分量重力分量 法对MEMS加速度传感器进行校准。 传统的振动台随着振动频率的下降,振动台加速度幅值以频率平方的速率下降,使得信噪比变差,不能满足新兴振动传感器的量值溯源需求,急需购置三轴向精密转台系统,建立多分量重力分量法振动标准装置,利用重力场来进行振动校准,利用传感器与重力场的夹角确定加速度幅值,实现低频1g加速度幅值的多分量振动激励,以较高的 信噪比保障校准结果的精确性和可靠性。例如,用于风力发电机组振动监测的传感器由于灵敏度较低(10mV/(m/s2)),低频段只能通过重力分量法校准。美国PCB公司和美国标准技术研究院合作研制了重力分量法振动标准装置,使得美国PCB公司几乎垄断了风力发电机组振动监测传感器的市场。我国振动监测传感器生产企业虽然可以提供类似的传感器,但由于无法校准,难以进入风力发电机组振动监测市场。 1.2 采购目标

有限元三轴转台外框的建模和应力分析

第22卷 第1期 西 安 工 业 学 院 学 报 V ol122 N o11 2002年3月 JOURNA L OF XIπAN I NSTIT UTE OF TECH NO LOGY Mar.2002 三轴转台外框的建模和应力分析Ξ 张建华 (西安工业学院计算机科学与工程系,陕西西安710032) 摘 要: 用ANSY S软件对三轴转台的外框进行了数值分析,得出了该零件的应力分布图,为转台模型改材及电机和轴承的选型提供了详实可靠的数据. 关键词: ANSY S;有限元分析;三轴转台;外框 中图号: TP39119 文献标识码: A 文章编号: 100025714(2002)0120011205 Stress analysis and modeling of the frames of three-axis turntable ZH ANG Jian2hua (Dept of C om pr Sci&Engr,X i’an Inst of T ech,X i’an710032,China) Abstract: The numerical analysis of the frames the turntable were made with ANSY S s oftware.The relevant stress distribution graph were obtained to provide the manu facturer with detailed and reliable data. K ey Words: ANSY S;finite element analysis(FE A);three-axis turntable;frame 有限元法是工程中复杂条件下求解各种数学问题的普遍方法.ANSY S软件[1]作为一种大型多功能有限元分析软件,无论是对分析部分,还是前、后处理部分都是国际上最先进的. 携带三轴转台做高速运动的移动部件及三轴转台受力的情况比较复杂,而在进行三轴转台设计时又不能不考虑它的受力及运动姿态.为此,我们利用ANSY S软件,给出了三轴转台外框有限元计算的力学模型,计算出了三轴转台外框应力集中的位置和应力分布规律. 1 用ANSY S对三轴转台外框进行前处理 在有限元分析中,前处理是指创建有限元模型.它包括创建实体模型、定义单元属性、划分网格、模型修正等内容.现如今大部分的有限元分析模型都用实体建模.与C AD软件类似,ANSY S也用数学的方法表达结构的几何形状,以便于划分节点和单元,同时还可以在几何模型边界上方便地施加载荷,但是实体模型并不参与有限元分析,即所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上(节点和单元上)进行求解. Ξ收稿日期:2001206215 作者简介:张建华(1975-),男(汉族),西安工业学院硕士研究生.

解析直驱电机转台技术

电机咨询:解析直驱电机转台技术 直驱电机,即直接驱动式电机的简称,主要指电机在驱动负载时,不需经过传动装置(如传动皮带等)。与生活相关的最常见的应用是洗衣机,即洗衣机滚动与驱动电机之间不使用皮带连接。由于电机结构的特殊性,可实现低速大扭矩输出,满足加工中心机床用转台切削进给的需要。电机具有很好的伺服刚性和动态性,可使转台加速度增大,回转速度大幅度提高。由于直驱电机直接与转动负载相连,因此在电机和负载之间实现了“零”传动。基于此,直驱转台应用于加工中心将是一种较好的选择。 直驱电机转台主要由以下几个部分组成:电机定子及转子,轴承,编码器,转台及旋转部分,基座、外套及固定部分,直驱电机转台所需要的密封和防尘结构,循环冷却结构。 在转台结构设计中,为了保持电机的性能,我们应该注意以下问题: 第一,密封防尘结构 直接驱动电机转子具有永磁性,如果工作台加工区的金属灰尘进入转台内部,会被吸附到转子上,影响到电机的性能甚至会导致其失效,所以通常在设计中,需要采取迷宫结构和气密封相结合的方式,持续吹入干净干燥的气体,以保证电机安全可靠的运转。 在密封方面必须充分考虑,如果电机遭遇冷却液入侵,将引起其绝缘性的降低或退化。此外,转台上所采用的州承和编码器皆为精密运动件和检测元件,使用中必须保证其密封结构的可靠性。 第二,制动 转台作为机床的工作台,需要有分度及准确定位的功能。直驱电机换台安装的直接驱动电机与通常伺服电机相同,当接到停止指令时由其动态制动电路来制动电机。但由于直驱电机转台电机与转台之间没有减速和传动机构,转速很高的电机,急停时会发生很小角度的过转,因而在直驱电机转台中需要有另外的机械或者液压锁紧机构以保证准确定位。在重切削情况下,也需要锁紧转台轴。如果转台倾斜或垂直使用,制动机构的作用将更为突出。 第三,循环冷却 转台内部的电机运转时会产生热量,处理得不好,会影响转台和机床的精度稳定性。为此,需要在转台电机定子套上开槽用于循环冷却,工作时通入循环冷却水或油带走量。电机扭矩的获得与电机的冷却相关联,只有电机得到有效冷却才能达到其标定扭矩。但是过度冷却又会产生冷凝现象,从而降低电机的绝缘性,因此推荐采用室温跟踪式冷却系统。

转台控制系统设计要求

转台控制系统设计要求 1、采用西门子PLC设计转台控制系统。 2、通过控制升降电机的启停、正、反转实现转台的上升和下降(正传上升,反转下降),并且具有上升到位和下降到位的自动停止显示功能。 3、通过控制转台驱动电机的启停、正反转实现转台的连续正传、连续反转、点动正传、点动反转等功能,并且要求这四个功能必须互锁,且能够指示是那种工作状态,,能够显示转台转动角度。 4、转台应该具有急停功能,实现紧急情况下的系统停止功能。 5、撰写设计说明书,包括总体设计方案,元器件的选型,PLC输入输出地址分配,PLC的接线图,电机、电源,变频器等其他元件的接线图,PLC程序梯形图。 6、最后出一张A1图纸,主要是控制系统的电器接线图。

转台驱动电机为交流异步电动机1.5KW,升降电机大概0.55KW左右。只控制升降电机的启停,正反转。转台电机通过变频器调速,变频功率可选1.5KW开环矢量型变频器。制动器装在减速器的输出轴上,为直流24V驱动,额定电流为6.33A,功率200W,因此需要电流10A左右的直流24V电源,给制动器供电,同时给PLC供电。 旋转编码器安装在减速器的输出轴上。减速器为一轴输入,两轴同速输出型,上面的输出轴接转台,下面的输出轴接旋转编码器,中间通过弹性联轴器连接,调整比较方便。 控制系统的控制对象: 1. 1.5KW变频器,控制转台电机的启动停止以及调速。调速控制可选变频器的多段速,此时根据段速多少,占用PLC两到三个数字量输出点。调速控制也可以选择485接口通信控制,此时速度连续可调,由于226的PLC只有两个485接口,这种情况下考虑跟文本显示器共用一个485接口。同时变频器的启停控制用到PLC的两个数字量输出点。 绝对式旋转编码器用到PLC的10个数字量输入点。 2. 0.55KW的升降电机,控制其启停和正反转。开关量控制。占用PLC两个输出点。上下限位开关占用PLC两个输入点。 3. 制动器的启停。开关量控制,占用PLC一个输出点。 PLC资源的初步分配: 输入数字量点: 按钮:连续运行,点动,自动对中,设定角度运行,正反装模式选择扭子开关,远程操作与现场操作模式选择扭子开关,升降运动的上下限位开关,编码器的10个输出。18个输入点。 输出点:变频器正反转2个,正转指示灯,反转指示灯,运行指示灯,对中到位或设定角度到位指示灯,制动器线圈控制,升降电机控制2个。上下限位指示灯2个。操作模式指示2个。共13个输出点。 另外变频器故障指示,和变频器故障复位不需要占用CPU的输入输出,需用2个按钮。角度设定和当前角度监控,文本显示器。

一种可全方位移动的三轴转台结构设计

一种可全方位移动的三轴转台结构设计 摘要:本文介绍了一种适用于一些小型飞行器模拟测试的实验平台,按要求对其结构进行了设计,并制作了实验的样机。该实验平台实现可以三个旋转自由度和地面的全方位移动,并且该平台不需要驱动元件,结构简便实用。 关键词:三轴转台;全方位移动;结构设计 引言 三维转台作为航空、航天研究中的关键地面设备是导航制导设备的关键,所以转台的技术研究一直受到发达国家航空航天领域的高度重视。三轴转台是用于飞机,导弹,飞船等其他飞行器及地面半实物仿真的关键设备,它可在实验室环境内实时地模拟复现飞行器在空中的动力学特性和飞行器在空间进行中滚转、俯仰、偏航等的运动姿态,转台技术广泛应用于航空、航海、国防建设领域中。 目前,各国研究制作的转台都是带有驱动机构的大型控制转台,这些测试转台无论是机械结构还是测量控制系统都极其复杂,转台的制作使用成本昂贵,操作复杂;而且,这些平台大多是不可自由移动的。这对于一些需要在地面自由移动的小型简易的实验飞行器和其他一些需要低成本半实物仿真的设备,显然是不适合。而针对这种在地面自由移动,低成本,使用、操作方便的飞行器设备实验仿真测试平台。本文提出一种新的可全方位移动的三轴转台设计。 1.结构设计 1.1整体结构方案设计 按照设计要求,本设计具体地说是一种可全方位移动的三轴转台,包括彼此转动连接的转动部分及移动平台,转动部分包括转杆、中环及外环,移动平台包括底座、支杆及万向轮,外环转动安装在底座上,底座上沿周向均布有多个支杆,每个支杆均连接有万向轮,通过万向轮实现水平方向前后、左右两个平移自由度;中环转动安装在外环内,转杆作为被测对象的载体转动安装在中环内,通过转杆相对于中环转动、中环相对于外环转动及外环相对底座转动实现三个旋转自由度,如图1所示。 图1 转台三维模型 1.2转动部分结构设计 转台的转动部分包括中间转杆、中环及外环,具体情况可以参照图1。中环和外环采用的正八边形的形状。中间的转杆作为被测对象的载体,主要是方便固定安装飞行器和转台连接,也可以用其他构件代替。转杆的两端分别通过转轴转动连接于中环内,中环的两侧分别通过转轴转动连接于外环内,转杆和中环之间

三轴转台标定加速度传感器

基于三轴转台的ADXL335加速度传感器标定实验 一、实验目的 1、熟练使用SGT320E 型三轴多功能转台,掌握传感器测量和采集的方法 2、掌握卡尔曼滤波课程的传感器三参数标定原理 二、实验器材 1、实验室具备“SGT320E 型三轴多功能转台”实验设备 2、实验室具备ADXL335加速度传感器 3、安捷伦数据采集卡、笔记本电脑、MATLAB 软件等。 三、实验原理 1、三轴转台部分 静态测试:此实验基础以“SGT320E 型三轴多功能转台”为平台,在三轴转台内框夹具上安装“ADXL335加速度传感器”进行测试,由三轴转台内框0°作为初始位置,内框旋转180°,每隔2°采集一次数据。将90个数据按照最小二乘法滤波,在Matlab 中计算出标定传感器所需要的三个误差参数:Bias (零偏)、Scale Factor error (刻度系数误差)、g-sensitive drift (作用在转感器敏感轴上的加速度引起的g 相关零偏)。 2、加速度传感器三个误差参数标定原理部分 在理想状态下,加速度计敏感轴被放置于垂直地面方向,则读数应为g ,当敏感轴与重力加速度方向存在一个夹角K θ时,读数应为K g θcos ?。 但事实上,加速度计是存在误差。如果为了简化变量,忽略加速度计本身噪声,那加速度计的输出可以包括重力部分(K g θcos ?)、零偏值(Bias )、刻度因素误差(K g SF θcos ??)、敏感轴偏移误差(2 )cos (K g K θ??),因此加速度传感器的输出表达式为: 2)cos (cos cos _K K K g K g SF Bias g Output Acc θθθ??+??++?= 那么误差表达式为: 2)cos (cos cos _K K K g K g SF Bias g Output Acc Error θθθ??+??+=?-= 因此,标定传感器就需要求出、、三个参数。 如果将Error 当作测量模型K y ,将K g θcos ?当作K x ,则测量方程表达式为: 2* )(K K K x K x SF Bias y ?+?+= Bias SF K

液压飞行模拟转台机械结构设计

液压飞行模拟转台 摘要:飞行模拟转台是航空航天仿真试验的重要设备之一,近年来仿真技术的发展对飞行模拟转台提出了更高的要求,同时也促进和飞行模拟转台的开发。飞行模拟转台是具有重大经济价值和国防战略意义的高精尖实验设备,它是在实验室条件下模拟飞行器或导弹在空中飞行姿态半实物仿真的有力工具,它和目标发生装置组合在一起模拟导弹跟踪目标的过程,可以真实地模拟出导弹等飞行器在空间的各种姿态和动力学特性,从而对其传感器件、控制系统和执行机构等硬件设备的性能加以测试和评价,为飞行器的研制、改进和再设计提供各种参考依据。它的性能指标直接关系到飞行仿真结果的逼真度。随着当前国际形势的日益严峻和我国现代军事技术的不断发展,对模拟转台的精度要求不断提高。作为一种高精度的运动仿真设备,其台体动态特性直接影响到转台动态仿真的可靠程度。在设计阶段对机械台体进行动态特性分析和优化设计,尤其是对框架等结构支撑部件的动态特性研究和结构优化设计十分重要。本文主要介绍液压模拟转台,包括设计特点和主要性能,并对主要指标的测试情况作了简单介绍和分析。 关键词:飞行模拟转台航空航天仿真 指导老师签名:

Hydraulic flight simulation turntable Abstract:flight simulation turntable is aerospace simulation experiment is one of the important equipment in recent years, the development of simulation technology for flight simulation turntable is put forward higher request, but also promote the development and flight simulation turntable. Flying simulation turntable is significant economic value and significance of defense strategy, it is exquisite experiment equipment in the laboratory conditions simulated flying in the air or missile flight hardware-in-the-loop simulation, it is a powerful tool and plant together to simulate the process of missile tracking, can truly simulate flying in space of missile etc all sorts of attitude and dynamic characteristics of the sensor, thus, control system and enforcement agencies and other hardware equipment performance test and evaluation, the development and improvement for vehicle and is designed to provide all kinds of reference. It is directly related to the performance index of fidelity flying simulation results. With the current international situation and the increasingly serious in modern military technology unceasing development, the accuracy of simulation turntable is improving. As a kind of precision motion simulation equipment, the dynamic characteristics of the machine body directly affect the reliability of the dynamic simulation turntable. In the design phase of mechanical machine body dynamic analysis and optimal design of frame structure, especially the dynamic characteristics of the study supported components and structure optimization design is very important. This paper mainly introduces the hydraulic simulation turntable, including the design characteristic and main performance, and the main indexes of tests are introduced and analyzed. Keywords:flight simulation turntable aerospace simulation Signature of supervisor:

三轴飞型转台的设计

摘要 航空、航天工业发展水平是一个国家科技、经济和国防实力的重要标志。而转台则作为航空、航天等领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,也就在其研制过程中起到了极其重要的作用。 采用飞行模拟转台进行仿真不仅加快了武器与飞行控制系统的研制过程,也是研制费用大大降低,同时它是保证航空、航天型号产品和武器系统精度及性能的基础。因此,转台的研究与制造对航空、航天工业和国防建设的发展具有重要作用。 本次毕业设计主要工作有对现有三轴飞行转台进行调研和分析,明确三轴转台的工作原理和结构组成部分,同时对实验室现有状况进行考察并对其建模,给出其中现有各物件尺寸及相对位置,还有设计外框马达单通道试验结构、中框马达单通道试验结构和内框电机试验结构、撰写论文。 关键字转台;仿真;驱动元件

Abstract Aviation and aerospace industry development level is an important symbol of national science and technology, economy and national defense strength. While the turntable as aviation, aerospace and other fields ofhardware-in-the-loop simulation and test of key equipment, also in the process of its development has played a very important role. The flight simulation turntable simulation not only speed up the process of development of weapon and flight control system, also is development cost is greatly reduced, at the same time it is to ensure that aviation and aerospace model product and the basis of weapon system accuracy and performance. Therefore, the study of the turntable and manufacturing for the development of aviation, aerospace industry and national defense construction plays an important role. The graduation design main job is to the existing research and analysis for three axis turntable flight, clear the working principle and structure of the three-axis turntable part of inspection for the laboratory existing conditions and its modeling, given the current size of various objects and the relative position, and the design frame motor single channel of frame structure, the test motor single channel test structure and frame motor test structure, writing essays. Keywords turntable;simulation;driving element

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