重載冗余驅(qū)動(dòng)三自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)研究.pdf

1、航行在海面上的艦船，會(huì)受到海洋環(huán)境的擾動(dòng)而產(chǎn)生各種不確定的運(yùn)動(dòng)，這給艦載直升機(jī)的起降安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)可以在實(shí)驗(yàn)室或陸地環(huán)境下再現(xiàn)艦船在海面上的多維搖蕩運(yùn)動(dòng)，為艦載直升機(jī)的起降提供一個(gè)較為安全的訓(xùn)練環(huán)境，具有重大戰(zhàn)略意義。針對(duì)現(xiàn)有全電驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)難于實(shí)現(xiàn)大型、重載的要求，本文開(kāi)展了重載冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先，根據(jù)艦船運(yùn)動(dòng)參數(shù)，制定了模擬臺(tái)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)于現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)構(gòu)難于大型化和承受重載，提

2、出了一種帶有關(guān)節(jié)靜載平衡裝置的冗余驅(qū)動(dòng)三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。對(duì)其構(gòu)型和位置進(jìn)行了分析，并通過(guò)機(jī)構(gòu)的約束條件搜索出了機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間。
　　其次，基于影響系數(shù)法建立了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到機(jī)構(gòu)廣義速度、加速度與主動(dòng)輸入之間的映射關(guān)系。通過(guò)評(píng)估機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)雅克比來(lái)判別機(jī)構(gòu)的奇異位形，給出了機(jī)構(gòu)的奇異空間?；谔摴υ斫⒘?-(2-PR)S簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)的柔度模型，并得到了其方向剛度模型。
　　再次，介紹了基于旋量表示的單剛體動(dòng)力學(xué)牛頓-

3、歐拉公式，得到機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)空間的動(dòng)力學(xué)Hessian矩陣?；趧?dòng)力學(xué)Hessian矩陣，對(duì)3-(2-PR)S簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)3-PRS進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析；通過(guò)達(dá)朗貝爾原理，建立了3-(2-PR)S機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，并分別給出了數(shù)值分析。研究了(2-PU)S和(2-PS)S兩種不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分支，為實(shí)際工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。建立了包含關(guān)節(jié)靜載平衡裝置的分支動(dòng)力學(xué)模型，以分支驅(qū)動(dòng)力為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了配重質(zhì)量。
　　最后，基于 Solidwor