3-PUPU并联机构的运动学与工作空间分析

目的针对一种六自由度3-PUPU并联机构,对其运动性能和工作空间进行研究。方法利用修正的(G-K)公式对该并联机构动平台的自由度进行计算,并建立机构的逆运动学和正运动学特征方程式,然后利用Matlab/Simulink中的Sim Mechanics功能模块建立3-PUPU并联机构及结构框图,利用杆长的运动范围限制条件编程求得3-PUPU并联机构的工作空间。结果该并联机构的工作空间范围较大,形状规则,结构紧凑,无空洞。结论 3-PUPU机构具有良好的工作空间性能。     

3UPS+1RPU非对称并联机构的刚度与模态分析

目的针对自动化包装过程中需要搬运重物和高工作精度的特殊应用要求,运用有限元法对3UPS+1RPU并联机构进行刚度与模态分析,找出机构刚度的薄弱环节和共振频率。方法首先运用Solid Works建立三维实体模型,然后导入到Ansys Workbench软件进行有限元分析。结果通过静力学分析,得到了机构在某一工作位置时,2种不同受力情况下机构整体的变形云图、应力云图。然后进行模态分析,得出3UPS+1RPU并联机构一到六阶固有频率分别为34.5,35.8,50.1,523.9,526.7,528.8 Hz,以及各阶频率下的振型。结论找到了机构刚度的薄弱部位,并证明了机构的静刚度满足设计要求;找出了机构运动过程中易发生共振的位置,从而可有效避免或抑制机构运动工程中的共振现象。     

2-UPR-SPR并联机构的刚度与谐响应分析

目的针对一种两转一移三自由度封装并联机构2-RPU-SPR自动化包装过程中高工作精度的特殊应用要求,运用有限元法对其进行刚度与谐响应分析,从而研究机构的刚度和抗振性能。方法运用Solid Works建立三维实体模型,然后导入Ansys Workbench软件进行分析。结果得到机构在外力作用下3种不同姿态的位移变形云图,并通过模态分析,得知2-RPU-SPR并联机构1—6阶固有频率分别为130.39,133.42,218.35,760.36,768.07,776.96 Hz,以及各阶频率下的振型。在此基础上进行谐响应分析,得出动平台在x,y,z轴方向的位移响应曲线。结论找出了机构刚度的薄弱部位,得出了刚度随位姿变化的规律;通过谐响应分析验证了该并联机构的抗振性能,得出机构应避免的敏感频率,这为该封装并联机构的进一步动态设计与优化奠定了基础。