四自由度冗余驱动并联机构刚体动力学性能分析

摘要

本课题基于冗余驱动4-UPS-RPU并联机构，对其进行动力学分析，进而对冗余机构的驱动力进行了优化。并且对考虑间隙的并联机构刚体动力学进行了比较系统的分析。
　　首先，通过对冗余驱动并联机构位置、速度反解的计算，对系统动平台、UPS驱动分支和RPU约束分支三部分的动能之和进行了求解。对以定平台平面为零势能面的系统动平台、摆动杆和伸缩杆的总势能进行了求解。对作用于冗余驱动并联机床非保守力的等效广义力进行了求解。以此基于拉格朗日方程，建立了4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的刚体动力学模型。
　　其次，利用Matlab软件对并联机构在运动轨迹为直线、曲线和圆的情况下动平台空载和加载分别进行了实例计算。并且运用ADAMS仿真软件进行了仿真，得出驱动力大小的曲线图，验证了刚体动力学模型的正确性。采用加权最小二乘法，以驱动分支瞬时最大驱动力的差值最小为目标优化了机构的驱动力。
　　最后，建立了含间隙的并联机构刚体动力学模型。利用ADAMS仿真软件对含间隙的并联机构进行了虚拟样机建模，实现了间隙对并联机构的动平台运动误差、转动副碰撞力等影响规律的仿真。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 冗余驱动并联机构的发展状况

1．2 并联机构理论研究现状

1．3 本课题研究意义

1．4 主要研究内容

2 冗余驱动并联机构刚体动力学建模

2．1 引言

2．2 四自由度冗余驱动并联机构简介

2．3 冗余驱动并联机构的运动学分析

2．4 冗余驱动并联机构刚体动力学建模

2．5 本章小结

3 冗余驱动并联机构驱动力分析与优化

3．1 引言

3．2 并联机构的驱动力分析

3．3 并联机构的驱动力优化

3．4 本章小结

4 含间隙冗余驱动并联机构动力学虚拟样机仿真分析

4．1 引言

4．2 含间隙并联机构的动力学建模方法

4．3 含间隙并联机构动力学虚拟样机建模

4．4 含间隙并联机构的虚拟样机仿真分析

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况