直臂式高空作业车工作斗动感模拟系统研制

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本论文以模拟直臂式高空作业车虚拟培训视景中的工作斗的运动为目的,完成了动感模拟系统的总体设计,研制了直臂式高空作业车工作斗动感模拟系统。基于虚拟培训视景系统与运动执行系统,实现了虚拟工作斗模型与动感模拟平台的运动同步,能够增强直臂式高空作业车虚拟培训的沉浸感和真实感。本文主要工作内容如下:  (1)对虚拟工作斗模型和六自由度并联平台进行运动学分析。根据高空作业车的运动,分析了工作斗的空间位姿变化。建立六自由度并联平台数学模型,对其进行运动学分析,推导出逆运动学求解公式,为六自由度并联平台的运动控制奠定理论基础。  (2)对动感模拟控制系统的硬件进行设计。根据开放式控制系统设计原理完成电气控制柜以及伺服驱动系统硬件的详细设计。  (3)完成动感模拟系统的程序设计。基于Unity3D平台完成工作斗模型位姿数据采集以及虚拟视景系统与运动控制系统之间的串行通信的程序设计,采用MFC应用程序框架完成动感平台控制软件各个功能模块和动感平台轨迹规划的程序设计。  (4)建立ADAMS虚拟样机模型,完成动感平台的运动学仿真分析,并基于动感模拟控制系统的硬件和软件进行实时动感模拟实验。根据仿真现象和实验结果,优化动感平台的控制方案。
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