繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)若干關(guān)鍵理論問題及其在風(fēng)洞支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、華僑大學(xué)博士學(xué)位論文繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)若干關(guān)鍵理論問題及其在風(fēng)洞支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用研究姓名：鄭亞青申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：劉雄偉20041201摘要并分析動(dòng)平臺(tái)的重力對(duì)機(jī)構(gòu)奇異性的影響。研究了用對(duì)心抓取定理構(gòu)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(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度相互解耦，而平動(dòng)運(yùn)動(dòng)能得到完全控制的機(jī)構(gòu)是無奇異的這個(gè)原理來構(gòu)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(gòu)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(diǎn)，本文將繩拉力分布的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)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(dá)，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(zhì)量的3個(gè)理論工具(比例系數(shù)、質(zhì)量系數(shù)和全局質(zhì)量系數(shù))，用于對(duì)各類型自由度的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作空間質(zhì)量的分析，從而得到了一些好構(gòu)型的機(jī)構(gòu)和自由度相互解耦的機(jī)構(gòu)。然后，提出一些研究繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)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(jì)算動(dòng)平臺(tái)某一位姿處的平動(dòng)剛度、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、耦合剛度和平均剛度，了解動(dòng)平臺(tái)在工作空間內(nèi)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(yùn)動(dòng)控制

4、方案，提出一種繩拉力的計(jì)算算法，對(duì)4個(gè)2T機(jī)構(gòu)、1個(gè)3R3T的CRPM和2個(gè)3R3T的RRPM一16采用螺旋型軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得到各根繩長(zhǎng)度、速度、加速度、拉力、功率、運(yùn)動(dòng)性能、工作空問質(zhì)量和剛度等隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)特性。本文的另一部分從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及性能、工作空間的分析與綜合、靜剛度分析、運(yùn)動(dòng)控制方案設(shè)計(jì)等方面，詳細(xì)分析6自由度繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于風(fēng)洞支撐系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，探討風(fēng)洞繩牽引并聯(lián)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)過程，研究基于驅(qū)動(dòng)