繩牽引并聯(lián)機構若干關鍵理論問題及其在風洞支撐系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、華僑大學博士學位論文繩牽引并聯(lián)機構若干關鍵理論問題及其在風洞支撐系統(tǒng)中的應用研究姓名：鄭亞青申請學位級別：博士專業(yè)：機械制造及其自動化指導教師：劉雄偉20041201摘要并分析動平臺的重力對機構奇異性的影響。研究了用對心抓取定理構造無奇異性的22型的CRPMs(1R2T)和3。3型的CRPM(2R3T)的方法；研究各個轉動自由度相互解耦，而平動運動能得到完全控制的機構是無奇異的這個原理來構造無奇異性的12—1型的CRPM(1R2T)、2

2、32型的RRPM7(2R3T)，研究用3維力封閉抓取定理構造333型的RRPM9(3R3T)方法。其次，考慮在繩拉力限制的條件下，為克服現(xiàn)有方法求解繩拉力優(yōu)化問題的不精確性和多值性等缺點，本文將繩拉力分布的優(yōu)化問題轉換成凸多面體上的非線性優(yōu)化問題，將繩拉力的優(yōu)化解表示成最低解和最高解的線性插值。為了解決優(yōu)化解的不連續(xù)問題，本文將優(yōu)化解作p。范數(shù)(Pe]l，科)的近似表達，并在Matlab環(huán)境下編制求解優(yōu)化解的程序。再者，提出能從不同角度

3、來衡量工作空間質量的3個理論工具(比例系數(shù)、質量系數(shù)和全局質量系數(shù))，用于對各類型自由度的機構進行工作空間質量的分析，從而得到了一些好構型的機構和自由度相互解耦的機構。然后，提出一些研究繩牽引并聯(lián)機構靜剛度的理論工具(齊次剛度矩陣、齊次剛度矩陣的幾何平均值和齊次剛度矩陣的條件數(shù)1，用于計算動平臺某一位姿處的平動剛度、轉動剛度、耦合剛度和平均剛度，了解動平臺在工作空間內的剛度變化。另外，本文利用以上的理論研究成果，基于繩拉力控制的運動控制

4、方案，提出一種繩拉力的計算算法，對4個2T機構、1個3R3T的CRPM和2個3R3T的RRPM一16采用螺旋型軌跡進行運動仿真，得到各根繩長度、速度、加速度、拉力、功率、運動性能、工作空問質量和剛度等隨時間變化的運動特性。本文的另一部分從結構設計、運動學及性能、工作空間的分析與綜合、靜剛度分析、運動控制方案設計等方面，詳細分析6自由度繩牽引并聯(lián)機構應用于風洞支撐系統(tǒng)的關鍵技術，探討風洞繩牽引并聯(lián)支撐系統(tǒng)的設計原理和設計過程，研究基于驅動