Układy wymuszające typu hexapod w zastosowaniach motoryzacyjnych Hexapod type actuator systems applied in motorization

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 112. Transport. 2016. $# 3' Zygmunt Lewko % -

(2) . _39 ] )]$_. q* 1]_ {* 6 W ZASTOSOWANIACH MOTORYZACYJNYCH G'

(3) : marzec 2016. Streszczenie: W pracy przedstawiano ? , – (Å

(4) $ F D

(5)

(6)

(7) !

(8)

(9)

(10) !

(11)

(12) problem w D

(13) ? $ stanowiskowe z wykorzystaniem platformy Stewarta-Gough’a, w wyniku których przeanalizowano.

(14) '

(15)

(16)

(17) $ : ie

(18)

(19) '

(20) $ # hexapod, platforma Stewarta-Gough’a, transport. 1. )1 C , -(Å! ? D!

(21)

(22) $ ,

(23) '

(24)

(25) chów kinematycznych (rys. 1.1). W budowie manipulato

(26) ? F ?

(27)

(28) O

(29) #& #!$$&!

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35) !

(36) ' #!$$&$´D ? F ' $ ? '

(37) O . $ .

(38)

(39) .

(40) anipulatorów rów

(41) !]:

(42) ?

(43) '

(44)

(45) ?

(46) ' #

(47)

(48)

(49)

(50) &¼

(51) ' szereg !?

(52)

(53)

(54)

(55)

(56) ? ¼ F!

(57)

(58)

(59)

(60) ! ? F '

(61) '

(62) ¼?

(63) ' '

(64) ie; ? F

(65)

(66) !

(67) .

(68) ?

(69)

(70) $.

(71) 186. -

(72) /!Zygmunt Lewko. G$$$- O– #

(73) y), 2 – '

(74) ]. Manipulatory ! ?

(75)

(76)

(77) ?

(78)

(79)

(80) # &$, F F

(81) ! stosowanie tego ro

(82)

(83)

(84)

(85)

(86) !

(87)

(88)

(89) ?

(90) ?

(91)

(92) '

(93) # $

(94)

(95)

(96) " ! precyzja).

(97)

(98) .

(99)

(100) ' ! '! ' , –Gough’a”. |

(101)

(102)

(103)

(104) .

(105)

(106)

(107) cych. Efektory takich mecha

(108)

(109) $. 2. .]39 ] . 166) ^ {* 6_ W MOTORYZACJI Zaprojektowane w 1947 r. przez E. V. Gough’a i zrealizowane w 1955 r. stanowisko do , przedstawione na rys. 2.1a [5 '

(110)

(111) .

(112) !

(113) ´D $ Na rys. 2.1b [5

(114) ' Gough’a..

(115) C

(116) typu hexapod w zastosowaniach motoryzacyjnych. a. 187. b. Rys. 2.1. Pierwsze konstruk

(117) . ]: a - stanowisk E.V.Gough’a; b -

(118) mechanizm o strukturze Platformy Stewarta-Gough’a . Na rys. 2.2 przedstawiono

(119) '

(120) towej firmy Daimler-: ! ? ' '

(121) ].. Rys. 2.2$, formy Daimler-Benz (Niemcy) [7]. Platforma Stewarta-(Å ? '

(122)

(123) w warunkach rzeczywistej

(124) ! ' ? F$ ? F

(125)

(126) ! F! F

(127) # 100 Hz), co pozwala pro F '

(128) !

(129) !

(130)

(131) $. 2.1. BADANIA SYMULACYJNE ELEMENTÓW POJAZDÓW Platforma Stewarta-Gough’a firmy MTS w PIMOT ?

(132)

(133) .

(134)

(135) ?

(136) ' ! ?

(137) ' w

(138)

(139)

(140) $ ,

(141)

(142) .

(143) 188. -

(144) /!Zygmunt Lewko.

(145)

(146)

(147)

(148) !?

(149)

(150) ? ! ?

(151)

(152) $rzypadku motoryzacji, elementami b F ]: kompletne nadwozia samochodowe;

(153)

(154) '?

(155) !

(156)

(157)

(158) .

(159) ¼ deski rozdzielcze (rys 2.4); zbiorniki paliwa; reflektory;

(160) ¼ akumulator!

(161)

(162) ¼ siedzenia; ?

(163) ! $ Platforma Stewarta-(Å

(164) !

(165) !$ $ ' ?

(166) !

(167)

(168) sprawdza s ' F

(169) '

(170)

(171)

(172) $* ? '

(173)

(174)

(175)

(176) !

(177)

(178)

(179) zasilaczy #

(180)

(181)

(182)

(183)

(184) ? F

(185)

(186) D&$ *

(187)

(188) '

(189) O elementy tapic ! !

(190) ! !

(191)

(192) ! ! F

(193)

(194) pojazdu. Na rys. 2.3 [4

(195)

(196)

(197)

(198) $. Rys. 2.3. Analiza

(199)

(200) fotela samochodu [4]. Rys. 2.4. Deska rozdzielcza samochodu pod

(201)

(202)

(203)

(204) platformie Stewarta-Gough’a [4].

(205) C

(206) typu hexapod w zastosowaniach motoryzacyjnych. 189. 2.2. 4 /. 6. 9]) 4 & ^ 4 .96)*3.

(207)

(208)

(209) $ ?

(210)

(211) !

(212)

(213) ! ?

(214)

(215)

(216)

(217) $ @

(218) '

(219)

(220) !

(221)

(222) '

(223)

(224)

(225) . !

(226)

(227) ?

(228) ' $ '

(229)

(230) ! F

(231)

(232)

(233) chorób, m.in. zab

(234) !

(235) '" -? '!

(236)

(237) !

(238)

(239) $ ?

(240)

(241) ? ' '

(242) $H

(243) '

(244) !

(245) F '

(246)

(247) '

(248) ´! $ ?

(249) #$2.5).. Rys. 2.5$* ?

(250) f

(251)

(252) ' ? ].

(253)

(254) F ? ! ? '

(255)

(256)

(257)

(258) ! ? $/ ? '

(259) ].. 2.3. WYKORZYSTANIE HEXAPODU DO TWORZENIA MODELI RZECZYWISTYCH Platformy Stewarta-(Å

(260) odeli obiektów rzeczywistych [9$

(261) ' skali obiekty

(262) ! ' '

(263) '

(264) ' . Na rys. 2.6 przedstawiono specjal #

(265)

(266)

(267)

(268)

(269) For &!?F

(270)

(271) [9]..

(272) 190. -

(273) /!Zygmunt Lewko. Rys. 2.6$,

(274)

(275) ]. 2.4. SYMULATORY RUCHU POJAZDÓW ,

(276)

(277)

(278)

(279)

(280)

(281)

(282)

(283) '

(284) $, ?

(285) !

(286)

(287)

(288) !

(289) ' do symulatorów dynamicznych [2]. Do tej

(290)

(291)

(292) D!

(293) ? $)

(294)

(295) ' ? # 0

(296) " poz &$C

(297) '

(298) !

(299)

(300)

(301)

(302)

(303) $, !

(304)

(305) ' ruchomej po ! ?

(306) $

(307)

(308) '

(309) ? F

(310) !

(311)

(312)

(313) na nieruchomych podstawach. H

(314)

(315) ? ' wansowaniem technologicznym dwa symulatory. Pierwszy symulator firmy Daimler-Benz, zna

(316) ' : #$$& H*,# $H * >

(317) > , &

(318) ' % @ $ Symulator Daimler-Benz wykorzystywany jest

(319) !

(320)

(321)

(322)

(323) $ ( :

(324)

(325)

(326)

(327) '

(328)

(329)

(330)

(331)

(332)

(333) '

(334)

(335) . ? O *:, #

(336)

(337) &! *,G #

(338)

(339)

(340) ' & 6,#

(341)

(342) &$@

(343)

(344) ?

(345) '

(346) $ :

(347) owieka podczas.

(348) C

(349) typu hexapod w zastosowaniach motoryzacyjnych. 191.

(350)

(351)

(352) ! ?

(353) O

(354) ?

(355) .

(356)

(357) !É. !

(358) ! $ , H*, ?

(359)

(360) symulatorów ecie (rys. 2.7 a). '

(361)

(362)

(363) ! $

(364) 6,!

(365) w USA Electronic Stability Control – 6,@

(366)

(367) ' !

(368)

(369) F !

(370) '

(371)

(372)

(373) '

(374)

(375) $: ' ?

(376)

(377)

(378)

(379)

(380) $ C

(381) ? !

(382) ' F

(383)

(384)

(385)

(386)

(387)

(388) ' '´$

(389)

(390) ,

(391) ±@ $ ' -

(392) !

(393) !

(394) ! ?

(395) ! ! .

(396) ! ! .

(397)

(398) $

(399)

(400)

(401) 0@

(402)

(403)

(404) '

(405)

(406) $ ,

(407) " '

(408)

(409) #-´& :!" '

(410) $H H*, wyno $! C,!

(411) ' C,! godzina wykorzystania kosztuje C,$ H

(412) ! ?

(413) H*, ?$: mulatora Daimler-: ? 50 mln USD (1984 r.). W symulatorach jazd

(414)

(415)

(416) ' konstrukcje mieszane np. w konstrukcji Daimler-Benz w wersji od 1992 r. jest stosowana ruchoma podstawa

(417)

(418)

(419) Í - 2,3 m, a na niej posado D ?

(420) $ H*, ?

(421)

(422)

(423) !

(424)

(425)

(426) ' ?

(427) $

(428)

(429) Í - 9,75 m. Na górnej ruchomej podstawie D

(430) '!

(431) o zakresie rotacji 3600. H ' ?

(432) ! -), dla koncernu samochodowego Toyota (rys. 2.7 b). @ ' ' zakresem ruchu podstawy symulatora ze

(433)

(434)

(435) ]: zakres prze

(436) ?

(437) Í - 17,5 m, poprzecznych natomiast +/- 10 m wizualizacja obrazu w 3600!

(438)

(439) Gotemba w Japonii. ! ? st to obecnie najbardziej zaawansowany technolo

(440) !

(441)

(442) F

(443) $ |

(444) ?.

(445) ! F

(446)

(447)

(448)

(449) ? ! '

(450)

(451)

(452) !

(453) ! "

(454)

(455)

(456) $.

(457) 192. -

(458) /!Zygmunt Lewko. a. b. Rys. 2.7. Symulatory klasy : a - firmy NADS (Iowa City) [6]; b – firmy Toyota wraz z ].

(459) !

(460) '.

(461) ! 'F # &!

(462)

(463) ! '

(464) $@

(465) ? ! '

(466)

(467)

(468)

(469)

(470) ?

(471)

(472) $

(473)

(474) !] o stosunkowo niskich cenach!

(475)

(476)

(477)

(478)

(479) $

(480)

(481) F! ?

(482)

(483)

(484)

(485)

(486)

(487) !

(488)

(489) kowego u

(490)

(491)

(492)

(493) .

(494) !

(495) ' ? (rys. 2.8).. Rys. 2.8. ,

(496)

(497) '? %), [8]. *@ ?

(498)

(499)

(500) #/-!H

(501) &$ w symulatorach innowacyjnej technologii obrazowania „on-screen” (rys. 2.9 a), czyli na szybach kabiny pojazdu..

(502) C

(503) typu hexapod w zastosowaniach motoryzacyjnych. 193. Na rys. 2.9 b przedstawiono symulator jazdy samochodem, w którym specjalna zabudowa z umieszczonym w niej samochodem marki VW Golf V generacji, umocowana jest do spodu efektora platformy Stewarta-(Å$ | $ ? F ? F

(504) .

(505)

(506) $ W

(507) F '

(508) ' ? wysoki koszt stosow

(509)

(510) $

(511) !?

(512)

(513)

(514)

(515)

(516)

(517) ''

(518)

(519) ' . ? o/s i przyspieszeniami poprzecznymi do 3,3 m/s2 u

(520) $ '

(521) # 2& '

(522)

(523) ' ?

(524) ! '

(525) ?

(526)

(527)

(528) $ , ! ?

(529)

(530)

(531)

(532) ' '

(533) ruchu o mniejszych promieniach.. a. b. Rys. 2.9. symulatory jazdy samochodem: a - szkoleniowy firmy AutoComp [3]; b - jazdy samochodem firmy Simtec [10]. 2.5. ZASTOSOWANIE HEXAPODU W MOTORYZACJI NA 61 )* 4 /.] 6. 9]) 4 & ^ PIONOWYCH NA DZIECKO Na rys. 2.10 pokazano S , -Gough’a (PIMOT). Na stanowisku u

(534)

(535) '

(536) z posadowionym manekinem. Tak przygotowany fotelik zamocowano do efektora platformy Stewarta-Gough’a przy pomocy specjalnie przystosowanych do tego celu wsporników. W foteliku umieszczono zgodnie

(537)

(538) , manekin dziecka o masie 9 kg. Dla tak przygotowanego stanowiska w

(539)

(540)

(541) #&

(542) !

(543)

(544) '! 2! .

(545) ' F$ Na podstawie pracy [6

(546) '

(547) O ! ! ! ! ! ! ! .

(548) 194. -

(549) /!Zygmunt Lewko. ´!

(550)

(551) '

(552) ´$Dokonano analizy

(553)

(554)

(555) '

(556) $. Rys. 2.10$, , -Gough’a w PIMOT. *

(557)

(558) " globalnych [6]. ,

(559) omówiono

(560)

(561) ?

(562)

(563) '

(564)

(565) ! $ $ H $ 2.11

(566)

(567)

(568) '

(569) #´&!

(570)

(571) dwóch ?

(572)

(573) !

(574)

(575) $ , dzisku !

(576) ' F $ -? za ?F ?

(577)

(578)

(579) ! ?

(580)

(581)

(582) $ ! 2 zarejestrowano amplitudy odpowiedzi, odpowiednio: na siedzisku: 1,75 m/s2; O! 2.. a. b. Rys. 2.11$, : a -

(583) '

(584) ´; b –

(585) '

(586) ´.

(587) C

(588) typu hexapod w zastosowaniach motoryzacyjnych. 195. D

(589) '

(590) ´D! zarejestrowane przyspieszenia. 70% wymuszenia. ok. 88 %. Dla pozo

(591)

(592) '

(593) # $!!!!!!&

(594)

(595)

(596) $

(597) jednej z miar globalnych - rms zestawiono w tablicy 2.1, a na rys. 2.12

(598) " $

(599)

(600) '

(601) '

(602) poprzez wyznaczenie

(603) '

(604)

(605)

(606) #,! $

(607) & strowanyc

(608)

(609) ! !

(610) $ Na rys. 2.13

(611) ,

(612)

(613) '

(614) $ Tablica 2.1 ) +# 2 7

(615) 7

(616) #% # 0 +#

(617) 2 umiejscowienie czujnika. ) +# 2 7

(618) 7 22] 1 Hz. 2 Hz. 4 Hz. 6 Hz. 7 Hz. 9 Hz. 11 Hz. 15 Hz. 20 Hz. 7(. 1,14. 0,46. 0,44. 0,44. 0,45. 0,45. 0,45. 0,44. 0,42. siedzisko. 1,02. 1,01. 1,00. 0,94. 0,92. 0,89. 0,85. 0,87. 0,88. |. 0,54. 0,54. 0,53. 0,49. 0,48. 0,44. 0,46. 0,47. 1,05. (. 1,61. 1,59. 1,59. 1,59. 1,60. 1,61. 1,54. 1,62. 1,65. Rys. 2.12$

(619)

(620)

(621)

(622) '

(623) .

(624) 196. -

(625) /!Zygmunt Lewko. Rys. 2.13$

(626) '

(627)

(628) pionowych dla wybranych

(629) '

(630) . Bibliografia 1. /" )$!

(631) .

(632)

(633) . '$G !* (

(634) -Hutnicza, Kraków 2007. 2. Lozia Z., ,

(635) $/£! $ 3. Lozia Z., S

(636)

(637)

(638) WE 2003/59 – sytuacja na polskim rynku. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Transport. Zeszyt 96. Warszawa 2013 r. Str. 273-282. 4. MTS System Corporation., Series 353.20 MAST User Instructions. MTS, USA-Minnesota 2012. 5. ,

(639) @$! Antropocentryczne systemy sterowania ruchem symulatorów. Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2005. 6. '

(640) owski D., ! "

(641)

(642) #$ kach. Wydawnictwo Naukowe PIMOT, Warszawa 2013. 7. http://www.eimaginelifestyles.com/luxuryliving/2012/11/mercedes-benz-driving-simulator #'O 09.02.2015). 8. http://www.ekokierowcy.pl/aktualnosci-k/relacje-z-wydarzen,52.html #'$$016). 9. O $$

(643) D$#'O$$&. 10. O $

(644) $#'O$$&. 11. http://www.v10.pl/galeria/toyota,symulator,06,artykul,4596,5,jpg.html #'O$$&.. HEXAPOD TYPE ACTUATOR SYSTEMS APPLIED IN MOTORIZATION Summary: This study analyses the possible motorization applications of the Steward-Gough platform. This construction is a type of parallel robot. The usefulness of the hexapod was noted in durability tests, vibrational resilience test, and acoustic analysis and movement simulations. Described stand tests involving the use of the Stewart-Gough platform, during which the negative health impact of vertical vibrations was analyzed. The tests were ran using a dummy in a childes seat. Keywords: hexapod, Steward-Gough platform, transport.

(645)