三轉(zhuǎn)動數(shù)控臺設(shè)計方法與虛擬樣機技術(shù).pdf

1、本文密切結(jié)合先進制造領(lǐng)域?qū)θD(zhuǎn)動數(shù)控臺的需求，在廣東省自然科學基金的資助下，系統(tǒng)研究了三轉(zhuǎn)動數(shù)控臺的運動學分析、尺度綜合、剛體動力學建模與分析及虛擬樣機技術(shù)問題。論文取得了如下成果：
　　1.在構(gòu)造三轉(zhuǎn)動數(shù)控臺運動學方程的基礎(chǔ)上，研究運動學正逆解分析、奇異位形分析及工作空間分析，采用關(guān)節(jié)逼近的方法對并聯(lián)機構(gòu)進行位置正解進行求解。進行運動學逆解過程中，求得加速度逆解模型的基礎(chǔ)上進一步得到滑鞍躍度模型。通過對其姿態(tài)空間進行分析，結(jié)果顯

2、示該并聯(lián)機構(gòu)末端動平臺繞z軸轉(zhuǎn)動的姿態(tài)能力要大于繞x軸及繞y軸轉(zhuǎn)動的姿態(tài)能力。
　　2.研究三轉(zhuǎn)動數(shù)控臺的尺度綜合方法?？疾烊D(zhuǎn)動數(shù)控臺的靜力傳遞指標隨尺度參數(shù)的變化趨勢，揭示出尺度參數(shù)對靜力傳遞指標的影響，并由此設(shè)定其約束條件，對其進行優(yōu)化設(shè)計，使其在給定姿態(tài)下靜力傳遞性能最優(yōu)。研究結(jié)果表明，通過尺度綜合，在末端動平臺需要單位輸出力矩時，其驅(qū)動關(guān)節(jié)的驅(qū)動力矩明顯減小。
　　3.利用虛功原理與連桿雅可比矩陣概念建立了包含電機

3、轉(zhuǎn)子慣量的三轉(zhuǎn)動數(shù)控臺剛體動力學模型，采用解耦技術(shù)對其驅(qū)動力矩及驅(qū)動功率進行完全解耦，在給定末端運動軌跡的情形下，利用數(shù)值積分手段求得驅(qū)動電機的能量消耗。在建立剛體動力學的基礎(chǔ)上進一步得到該數(shù)控臺的機電耦合動力學模型并求得其電機的q軸電流。
　　4.在計算機環(huán)境中采用ADAMS與ANSYS軟件工具，利用虛擬樣機技術(shù)對三轉(zhuǎn)動數(shù)控臺進行了動力學逆解分析及靜剛度分析，其結(jié)果表明利用此技術(shù)能夠大幅度的縮減數(shù)學建模工作量，快速得到所需要的各