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基于VRML的Stewart平台结构干涉校核研究

刘首伟  
【摘要】: 上世纪60年代,Stewart将六自由度运动平台应用于飞行模拟器,自此以后六自由度运动平台广泛的应用于运动模拟、并联机床等工业的各个方面,引起了广泛的关注,针对六自由度运动平台的研究也随之不断的深入。平台的结构和性能主要有5个结构参数决定,在进行平台的总体设计时,我们需要对设计出的5个结构参数进行干涉校核等检验,筛选出最优的结果。同时六自由度运动平台是一套复杂的系统设备,我们需要对其进行运动模拟和控制,需要有一个可视化的环境。本文针对以上问题进行了研究。 本文介绍了关于图形转换和向量计算的基础几何知识,然后分别对六自由度运动平台及其上下铰进行了运动学分析,建立了相应的数学模型,并对有关参数进行了求解计算。为下一步建模打下基础。 本文建立了平台在VRML中的静态建模,恢复了模型在SolidWorks中的静态装配关系。即先为平台各零件定义了自己的局部参考坐标系,指明了其坐标系建立的依据,然后为每个零件建立平台根坐标系到局部坐标系的变换层级,根据变换层级完成平台的静态装配。 在坐标系定义和变换层级建立的基础上,接下来本文利用VRML的Script节点实现了平台模型的动态装配和参数化建模,即在VRML开始运行时利用初始化函数建立平台的参数化模型,在整个运行的过程中用事件响应函数实时的建立平台的动态模型,这样如果给出平台的运动规律就可以对其进行运动仿真。 最后本文利用collidee对象给出了平台的一种干涉校核的方法,并在事件响应函数中加入了活塞杆的行程限制,实现了课题的预定目标。


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