三自由度并聯(lián)機(jī)器人分析與設(shè)計.pdf

1、坦克火控系統(tǒng)的性能決定了現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克的作戰(zhàn)能力。長期以來,各國主要把坦克作為一種進(jìn)攻性武器，完善的火控系統(tǒng)可以使坦克具有很高的命中精度和快速反應(yīng)能力，所以在研制主戰(zhàn)坦克時,始終把火控系統(tǒng)放在首位。為了更好地開展主戰(zhàn)坦克火控系統(tǒng)的研究工作，需要研制搖擺臺以模擬主戰(zhàn)坦克在各種路面上行進(jìn)時的顛簸狀態(tài)。搖擺臺由三自由度并聯(lián)機(jī)器人以及其他相關(guān)系統(tǒng)組成，因此有必要對三自由度并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行深入的研究。
　　在坦克炮塔及火控系統(tǒng)試驗(yàn)臺中，三自由度

2、并聯(lián)機(jī)器人用來模擬路況的側(cè)傾、俯仰和升沉運(yùn)動。因此本文從運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和控制策略等幾個方面對三自由度并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行研究。這些問題對于研制滿足試驗(yàn)要求的坦克炮塔及火控系統(tǒng)試驗(yàn)臺的工程實(shí)踐有很重要的指導(dǎo)意義。
　　三自由度并聯(lián)機(jī)器人是一種多變量和本質(zhì)非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，其運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析是并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計以及液壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的前提。本文首先采用坐標(biāo)變換和求導(dǎo)的方法對三自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)進(jìn)行了分析；然后不考慮折頁、液壓缸的質(zhì)量和

3、慣量，基于牛頓-歐拉法建立了系統(tǒng)的單剛體動力學(xué)模型；本文還在運(yùn)動學(xué)分析和動力學(xué)分析的基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的動力機(jī)構(gòu)，并給出了系統(tǒng)動力機(jī)構(gòu)在基本工況下的負(fù)載匹配曲線；
　　三自由度并聯(lián)機(jī)器人另外一個重要的研究方向是三自由度并聯(lián)機(jī)器人控制策略的研究，控制系統(tǒng)將直接決定系統(tǒng)最終達(dá)到的性能指標(biāo)。本文首先推導(dǎo)了對稱閥控制非對稱缸的傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式；然后設(shè)計了簡單的PID調(diào)節(jié)控制器，對控制系統(tǒng)的特性進(jìn)行了初步分析。
　　為了在建造實(shí)物樣機(jī)