一種支鏈含球面副的三自由度并聯(lián)機構運動性能與仿真研究.pdf

1、并聯(lián)機構具有剛度大、精度高、結構穩(wěn)定、承載能力強、運動慣性小、易于控制等優(yōu)點，它廣泛應用于并聯(lián)機床、航空航天、機器人、定位裝配、娛樂設施、生物醫(yī)學、機械加工等領域。
　　本文分析了支鏈含球面副（S）的三類并聯(lián)機構的構型。以其中的支鏈運動副含移動副（P）、球面副（S）和轉動副（R）的三自由度3-PSR并聯(lián)機構為研究對象，對其主要進行了以下內容研究：
　　首先，根據支鏈運動副的不同布置方式，綜合了三種含移動副、球面副和轉動副的并

2、聯(lián)機構構型，分別為3-RPS、3-PRS和3-PSR并聯(lián)機構，并總結了各自的主要應用場合。對其中的3-PSR并聯(lián)機構的第一種構型結構進行主要分析，計算其自由度，并用螺旋理論對其末端輸出運動形式加以分析，得出該機構末端活動平臺輸出為兩轉動一移動（2R1T）的運動形式。
　　其次，分析了3-PSR并聯(lián)機構的運動學。采用閉環(huán)矢量法建立機構的位置逆解約束方程，根據機構本身的結構特性，添加三個結構約束方程輔助求解機構的位置正解，通過數(shù)學軟件

3、Maple求解方程進行位置正、逆解的數(shù)值驗證，兩者結果一致。根據反螺旋理論推導出了機構的全局雅可比矩陣表達式，為機構的速度、加速度分析提供了依據。
　　再次，研究了3-PSR并聯(lián)機構的工作空間。依據機構的位置約束方程和關節(jié)點結構約束條件，利用數(shù)值搜索法對機構的可達工作空間進行研究，通過Matlab軟件編程，搜索滿足條件的末端活動平臺參考點的位置集合，導出機構的工作空間圖，并對其進行了詳細分析。
　　最后，3-PSR并聯(lián)機構的

4、虛擬樣機仿真分析。使用三維建模軟件SolidWorks創(chuàng)建機構的各零部件模型，并進行正確裝配，通過軟件接口，將機構三維模型導入仿真軟件Adams中進行運動學和動力學仿真分析。給末端一定的輸出曲線軌跡，分析機構的輸出參考點位置、速度和加速度等隨時間變化的曲線規(guī)律，同時可以得到機構的對于輸入隨時間變化的情況。在末端活動平臺上施加一定的外部載荷時，分析機構的動力學特性變化，并將施加載荷下的驅動功率消耗情況與零載荷時加以比較，分析載荷對機構的驅