Liikealustan suunnittelu liikkuvan työkoneen simulaattoriin

Työssä suunniteltiin liikealusta liikkuvan työkoneen koulutussimulaattoriin. Suunnittelu aloitettiin mittaamalla lastauskoneen dynaamisia ominaisuuksia. Mittausdatan ja koneen toiminnan analysoinnin perusteella valittiin liikealustan perusrakenne. Toimilaitteiden mitoitus tapahtui simulointimallin avulla, jossa käytettiin mitattuja kiihtyvyyksiä, signaalin suodatusta, käänteiskinematiikkaa ja käänteisdynamiikkaa. Simulointimallia käytettiin myös mekaanisen rakenteen mitoituksessa. Lisäksi visualisoinnin ja ohjauksen toteutusta tutkittiin. Työn tavoitteena oli kehittää mahdollisimman realistisen liiketuntuman toteuttava ja kustannustehokas liikealusta. Lisäksi pyrittiin matalaan ja helposti siirrettävissä olevaan rakenteeseen. Liikealustan liikkeet pyrittiin toteuttamaan sähkökäytöillä. Suunnittelun tuloksena saatiin kolmen vapausasteen liikealusta, joka on toteutettu servomoottoreilla. Työssä suunnitellusta liikealustasta on tarkoitus rakentaa fyysinen prototyyppi ja liittää se lastauskoneen reaaliaikasimulaattoriin.

In this work a motion platform for a mobile machine simulator was designed. Design process was started by measuring dynamics of an underground loader. Based on the measurements and operational analysis of the machine behavior the basic structure of the platform was selected. A simulation model that consists of measurement data, signal filtering, inverse kinematics and inverse dynamics was used in dimensioning the actuators and the mechanical structure of the platform. Visualization and control of the platform was also studied. The aim of the work was to develop a cost-effective motion platform that creates realistic feeling of motion. Requirements for the mechanical structure were low height and easy transferability. Movements were planned to be carried out by using electrical actuators. As a result motion platform with three degrees of freedom and servomotors as actuators was designed. Physical prototype of the motion platform is going to be built based on the design and it’s going to be connected to a real-time simulator of the underground loader.