三種2R1T三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)靜力分析研究.pdf

1、力學(xué)分析是機(jī)械結(jié)構(gòu)研究設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，本文研究三類2R1T少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)靜力學(xué)問(wèn)題，為并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用提供理論支持。三類2R1T并聯(lián)機(jī)構(gòu)分別為3-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)，2-PRS-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)以及含有冗余約束的2-PRU-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
　　首先對(duì)三類機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆桿，然后通過(guò)矢量法建立各個(gè)桿件的靜力平衡方程，3-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)得到42個(gè)平衡方程，2-PRS-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)得到30個(gè)平衡方程，2-PRU-PRRU并聯(lián)機(jī)

2、構(gòu)得到30個(gè)平衡方程以及兩個(gè)變形協(xié)調(diào)方程共計(jì)32個(gè)平衡方程，對(duì)靜平衡方程分別進(jìn)行整理得到三類機(jī)構(gòu)約束力傳遞映射矩陣并通過(guò)Matlab進(jìn)行全解，最后繪制出各個(gè)運(yùn)動(dòng)副對(duì)機(jī)構(gòu)提供的約束力/力偶隨工作空間變化的等高線圖。
　　通過(guò)Solidworks Motion對(duì)三類并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行近似靜力學(xué)仿真，驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性。通過(guò)Solidworks Motion模塊以及點(diǎn)線配合約束構(gòu)造出更加接近理論模型的仿真運(yùn)動(dòng)副模型，將該方法運(yùn)用于約束反

3、力/力偶的仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，可以使兩個(gè)結(jié)果更加接近，以達(dá)到更加精準(zhǔn)的驗(yàn)證目的。
　　結(jié)果驗(yàn)證后對(duì)三類機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能評(píng)價(jià)，少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)不僅要考慮驅(qū)動(dòng)力傳遞性能，同時(shí)也要考慮約束力承載性能。對(duì)三類機(jī)構(gòu)的約束力傳遞矩陣進(jìn)行S VD奇異值分解或者通過(guò)拉格朗日數(shù)乘法得到各個(gè)約束力傳遞矩陣的最大最小奇異值，該值反映了相同外載荷下機(jī)構(gòu)自身提供約束抵抗外載荷的能力大小，通過(guò)Matlab將工作空間網(wǎng)格劃分繪制出整個(gè)工作空間內(nèi)三類并