混合型三维减振平台主体机构的运动及动力分析

采用三平移并联机构3-RRC作为三维减振平台主体机构,论文论述采用柔性关节与普通关节混合型的主体机构的结构,对原机构主动副采用常用转动副加扭簧装置外,其余转动副采用簧片结构消除了运动副间隙,提高了减振灵敏度.论文对该机构进行了位置正解、反解分析动力学分析,并讨论了运动学工作空间,动力学工作空间及弹性关节最大允许变形量,动平台的实际工作空间应为上述三者的交集,论文对该机构的整体力平衡进行了讨论,提出了解决整机力平衡的方法.     

混合型三维减振平台主体机构的运动及受力分析

采用三平移并联机构3-RRRP(4R)作为三维减振平台主体机构.论述了采用柔性关节与普通关节混合型的主体机构的结构,对原机构主动副采用常用转动副加扭簧装置外,其余转动副采用簧片结构,消除了运动副间隙,提高了减振灵敏度.对该机构进行了位置正解、反解分析和力学分析,并讨论了运动学工作空间.运用当量摩擦圆概念来近似替代柔性关节,分析带柔性关节机构的力学工作空间.对该机构的整体力平衡进行了讨论,提出了解决整机力平衡的方法.     

3-UPU-SPS并联机构及关节的分析

提出了一种新型三平移一转动4自由度空间并联机构,分析了机构运动输出特性,并计算了机构的自由度和耦合度,给出了该并联机构的正、反解,并讨论了该机构的工作空间.提出用无间隙的柔性关节,避免了因普通运动副间隙而造成的运动失真;利用ANSYS软件对新型柔性转动副进行有限元分析,表明所设计的柔性转动副在一定载荷和运动范围内是允许的.     

新型3-RPC柔性精密平台的刚度与动力学分析

提出了一种新型空间柔性并联精密平台,该平台采用压电陶瓷驱动方式,通过单自由度柔性铰链的弹性变形实现末端执行件3个方向的运动;采用柔度矩阵变换法,建立了该柔性精密平台的刚度模型,并用有限元方法对刚度模型进行了验证。在此基础上,讨论了柔性铰链结构参数对平台刚度的影响规律;采用拉格朗日法建立该平台的动力学方程,利用有限元对其进行了模态分析,讨论了3组不同柔性转动副结构参数对微动机构自然频率的影响。     

3PRRR并联机构的设计与优化

对一种空间3自由度并联机构(3PRRR)进行设计与优化,该机构是由一个动平台与一个静平台通过3个结构相同的移动副-转动副-转动副-转动副构成的支链组成。分析了机构运动关系,建立了运动学模型,分析滚珠丝杠输出与动平台末端位置的关系以及支链各臂转角与动平台末端位置关系。在MATLAB环境下利用C语言编写程序,以工作空间最大化为目标,对各支链的杆长进行优化,得到了相对最优的机构设计方案。在此基础上,设计加工制作了实物样机。     

3-(R)RC并联机器人动力学分析

对一种空间3自由度并联机器人(3-RRC并联机器人1进行动力学分析.此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副一转动副一圆柱副支链组成.基于Lagrange方程导出3-RRC并联机器人的动力学模型,并分析此并联机器人的动力学特性.通过一个算例,讨论3-RRC并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律.结果表明,对于给定的运动规律,机构位形对系统的等效转动惯量和驱动力/力矩的影响很大.研究对进一步分析3-RRC并联机器人的动态特性、机构优化设计和系统控制等实际工程应用具有重要意义.     

垂直钻井并联调整装备的设计与分析

针对当前大型钻井垂直调整技术有限的状况,设计了一种适用于垂直钻井条件下的12输入6自由度并联调整装备。该装备机构具有6个结构对称的冗余支链,每个支链由复合转动副和复合球副组成,复合转动副与复合球副间通过两个移动副连接。基于ANSYS软件对机构进行模态分析,得到动平台前6阶频率分布和模态振型,以及动平台沿着X、Y、Z方向的位移频响。结果表明,动平台对46Hz频率的外力最为敏感。此外,采用三维搜索法确定了6自由度平台的工作空间,对分析参数对整个机构的影响关系及优化参数具有借鉴意义。     

空间RCCR机构的力分析与仿真

利用示力副法对空间RCCR机构进行力学分析,并利用计算机辅助动力学分析软件COSMOSMotion对该机构进行仿真分析,通过典型运动副约束反力仿真结果与理论计算结果一致性分析.得出了该机构的若干重要结论.     

6-SPS台体型并联机器人工作空间及转动能力研究

提出一种评价并联机器人实现位置和姿态能力的性能指标.选用局部坐标系和球面副的关节转角描述了动平台的位姿,探索了工作空间的边界,以动平台在工作空间内能实现的最小可达章动角评价并联机器人的转动能力,揭示出并联机器人工作空间体积及转动能力随机构结构尺寸的变化而变化的规律.     

含间隙转动副冗余约束机构的动力学特性

运动副间隙将引起机构运动精度降低,产生振动与噪声,甚至导致机构失效。基于单个平面间隙全文的存在将导致系统增加两个自由度,对含间隙冗余约束平行四边形机构实际自由度进行分析,采用间隙铰接触碰撞模型和拉格朗日方法建立该机构动力学模型,分析了间隙值和间隙位置对机构动力学特性的影响规律。结果表明,随着转动副间隙值的增加,机构运动精度降低,同时平衡力矩的冲击特征减弱;不同位置的转动副两元素接触频率存在差异,因此间隙位置对机构振动存在影响。通过研究含间隙转动副冗余约束机构动力学特性,可以为机构运动副元素尺寸设计及加工过程提供理论指导。