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三自由度運(yùn)動平臺能在空間三個自由度上做任一自由度的單自由度運(yùn)動，也能做任意幾個自由度的復(fù)合運(yùn)動。由于采用全數(shù)字控制的伺服系統(tǒng)及伺服電動缸作為平臺運(yùn)動部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此，三自由度仿真平臺的運(yùn)動軌跡及速度平滑連續(xù)，既可實(shí)現(xiàn)高頻響的快速運(yùn)動，也可實(shí)現(xiàn)低速下的平穩(wěn)運(yùn)動。
三自由度平臺是由三支伺服電動缸、上下各三只萬向鉸鏈(虎克鉸)和上下兩個平臺組成。下平臺固定在基礎(chǔ)設(shè)施上，借助三支伺服電動缸的伸縮運(yùn)動，完成平臺在空間三個自由度(X、Y、Z、α、β、γ)的運(yùn)動，從而可以模擬出各種空間運(yùn)動姿態(tài)。
三自由度平臺原理
三自由度運(yùn)動平臺：系統(tǒng)原理總設(shè)計(jì)此圖為模擬機(jī)的系統(tǒng)流程圖，模擬機(jī)總控模塊位于軟件系統(tǒng)的頂層，總體管理圖形實(shí)時生成系統(tǒng)、訓(xùn)練考核系統(tǒng)、模擬駕駛專家系統(tǒng)的工作。數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行系統(tǒng)作為模擬訓(xùn)練機(jī)的人機(jī)輸入接口和執(zhí)行輸出接口，模擬機(jī)總控模塊需要管理協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)。
三自由度運(yùn)動平臺5三自由度運(yùn)動平臺系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)各功能部件：中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時器/計(jì)數(shù)器以及串行通訊接口等部件制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個完整的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)見圖單片機(jī)控制裝置的總體設(shè)計(jì)。三自由度運(yùn)動平臺6MCS三自由度運(yùn)動平臺51單片機(jī)的引腳描述及片外總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)選擇的型號是8031值得強(qiáng)調(diào)的是，P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為*動能的輸入輸出或第二功能。MCS三自由度運(yùn)動平臺51單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)電氣元件及型號：控制系統(tǒng)的器件組成有：單片機(jī)(型號：AT89C51)、A/D轉(zhuǎn)換芯片(型號：ADC0809)，地址鎖存器(型號：74LS373)，雙組驅(qū)動器/接收器(型號：MAX232)以及開關(guān)等。
一般來說，離合器是在車輛起步和換擋的時候發(fā)揮作用，此時變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動機(jī)的動力與一軸切開以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保持與二軸同步，擋位掛進(jìn)以后，再通過離合器將一軸與發(fā)動機(jī)動力結(jié)合，使動力繼續(xù)得以傳輸。一個完整的匯編語言源程序通常由若干個邏輯段(segment)組成，包括數(shù)據(jù)段、附加段、堆棧段和代碼段，它們分別映射到存儲器中的物理段上。在設(shè)計(jì)中我用了單片機(jī)編程的程序形式，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，同時從多篇論文及設(shè)計(jì)中整合而成。
在離合器的各個配件中，壓盤彈簧的強(qiáng)度，摩擦片的摩擦系數(shù)，離合器直徑，摩擦片位置以及離合器數(shù)目就是決定離合器性能的關(guān)鍵因素，彈簧的剛度越大，摩擦片的摩擦系數(shù)越高，離合器的直徑越大，離合器性能也就越好。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中除了離合器的模型，還有其它很多特種機(jī)械模型，只有充分了解了離合器，才能對駕駛更有幫助。程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)部分：該程序主要用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的通信功能。從而能夠使單片機(jī)與PC機(jī)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互相交換。該程序運(yùn)用匯編語言進(jìn)行編寫。
三自由度平臺的用途
三自由平臺根據(jù)用途可分為兩大類：一類、模擬仿真用的動感平臺，二類、精密定位測試用的平臺
一類、模擬仿真用的動感平臺
模擬仿真用的動感平臺的有效載荷范圍為0.25噸-20噸，這些模擬仿真動感平臺通過接受來自上位控制器的狀態(tài)信號，控制平臺的運(yùn)動，廣泛應(yīng)用于各種訓(xùn)練模擬器如飛行操縱模擬器、艦艇操縱模擬器、直升機(jī)操縱模擬器、坦克操縱模擬器、汽車駕駛模擬器、火車駕駛模擬器、地震模擬器以及動感影院、娛樂設(shè)備等領(lǐng)域。
二類、精密定位測試用的平臺
精密定位測試用的三自由度平臺的有效載荷范圍為0.5噸-50噸，位置定位精度達(dá)到0.02mm。廣泛應(yīng)用于各種汽車姿態(tài)測試設(shè)備、飛機(jī)/導(dǎo)彈等飛行器的飛行姿態(tài)測試設(shè)備，以及空間宇宙飛船的對接，空中加油機(jī)的加油對接。同時利用三自由度精密定位機(jī)構(gòu)，可以做成高剛度、高精度的三自由度加工機(jī)械和裝配機(jī)械手(如三軸并聯(lián)機(jī)床和并聯(lián)機(jī)器人，廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜的特種加工、復(fù)雜裝配(如飛機(jī)裝配和衛(wèi)星的裝配)。
三自由度平臺算法
平面自由度計(jì)算公式F=3n-(2p+3q)，n為自由構(gòu)件數(shù)目(不含支架)，p為低副數(shù)，q為高副數(shù)目。
1、空間坐標(biāo)為：X-Y-Z
2、若在空間坐標(biāo)原點(diǎn)有一個物體，則：這個物體首先可以沿X軸、Y軸、Z軸移動，這就有三個自由度
3、同時，這個物體還可以繞X軸、Y軸、Z軸轉(zhuǎn)動，這又是三個自由度
4、上述就是空間物體的三個自由度
5、若排除Z向德自由度，那就只有平面的自由度了，但是，這樣的自由度有四個，即：X軸、Y軸德移動、沿X軸、Y軸的轉(zhuǎn)動
當(dāng)一個物體要做一維運(yùn)動，如X向德移動，可以將這個物體安裝在一個由絲桿驅(qū)動、并沿著精密導(dǎo)軌座滑動單元的構(gòu)件上，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)的時候，將帶動這個物體沿X向運(yùn)動，這是一維運(yùn)動
若是想讓這個物體能夠做二維運(yùn)動怎么辦呢?那就將上述的一維運(yùn)動機(jī)構(gòu)(包含要運(yùn)動的物體)一起安裝在另外一個一維運(yùn)動的機(jī)構(gòu)上，并與上面的一維運(yùn)動機(jī)構(gòu)互成90°安裝，這樣，這個最上面的物體就可以實(shí)現(xiàn)二維運(yùn)動了。
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