一類含鉸接搓動(dòng)平臺(tái)位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)與剛度建模.pdf

1、本文密切結(jié)合國(guó)家飛機(jī)制造業(yè)對(duì)部件級(jí)對(duì)接裝備的重要需求，在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，系統(tǒng)研究一類新型含鉸接搓動(dòng)平臺(tái)一平動(dòng)三轉(zhuǎn)動(dòng)（1T3R）四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)型綜合、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與設(shè)計(jì)、靜剛度建模與分析等問(wèn)題。主要取得如下研究成果：
　　拓?fù)錁?gòu)型綜合：基于李群/李代數(shù)等數(shù)學(xué)工具，提出含鉸接搓動(dòng)平臺(tái)的1T3R四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)渚C合步驟，按照鉸接搓動(dòng)平臺(tái)的種類和支鏈的布置形式，詳細(xì)闡述其拓?fù)錁?gòu)型綜合方法，得到若干新型含鉸接搓

2、動(dòng)平臺(tái)的1T3R四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
　　運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：以拓?fù)錁?gòu)型綜合得到的PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)為典型算例，利用閉環(huán)矢量鏈法建立PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置逆解模型，借助極限邊界搜索法得到該機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間?；诼菪碚摚aQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)/力映射模型，進(jìn)而構(gòu)造該機(jī)構(gòu)的廣義雅可比矩陣。
　　尺度綜合：借助運(yùn)動(dòng)/力螺旋的互易積概念，定義可表征PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)/力性能在關(guān)節(jié)空間與操作空間傳遞的虛功率系數(shù)，據(jù)此構(gòu)造

3、物理意義明確、量綱一致的運(yùn)動(dòng)/力局域和全域性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。充分考慮約束條件，以運(yùn)動(dòng)/力全域性能評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，將PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的尺度綜合轉(zhuǎn)化為一類有約束的非線性規(guī)劃問(wèn)題。
　　靜剛度建模與分析：根據(jù)PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)/約束力螺旋，得到機(jī)構(gòu)的力與變形映射模型，進(jìn)而構(gòu)建PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靜剛度半解析模型。利用商用有限元軟件，驗(yàn)證了該機(jī)構(gòu)靜剛度半解析模型的有效性。
　　本文研究成果為一類新型含鉸接搓動(dòng)平臺(tái)四自