三种2R1T三自由度并联机构静力分析研究

发布时间：2017-11-10 07:16

  本文关键词：三种2R1T三自由度并联机构静力分析研究

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【摘要】：力学分析是机械结构研究设计的重要环节，本文研究三类2R1T少自由度并联机构静力学问题，为并联机构设计与工程应用提供理论支持。三类2R1T并联机构分别为3-PRRU并联机构，2-PRS-PRRU并联机构以及含有冗余约束的2-PRU-PRRU并联机构。 首先对三类机构进行拆杆，然后通过矢量法建立各个杆件的静力平衡方程，3-PRRU并联机构得到42个平衡方程，2-PRS-PRRU并联机构得到30个平衡方程，2-PRU-PRRU并联机构得到30个平衡方程以及两个变形协调方程共计32个平衡方程，对静平衡方程分别进行整理得到三类机构约束力传递映射矩阵并通过Matlab进行全解，最后绘制出各个运动副对机构提供的约束力/力偶随工作空间变化的等高线图。 通过Solidworks Motion对三类并联机构进行近似静力学仿真，，验证理论分析结果的正确性。通过Solidworks Motion模块以及点线配合约束构造出更加接近理论模型的仿真运动副模型，将该方法运用于约束反力/力偶的仿真结果与理论计算结果的对比，可以使两个结果更加接近，以达到更加精准的验证目的。 结果验证后对三类机构进行力学性能评价，少自由度并联机构不仅要考虑驱动力传递性能，同时也要考虑约束力承载性能。对三类机构的约束力传递矩阵进行SVD奇异值分解或者通过拉格朗日数乘法得到各个约束力传递矩阵的最大最小奇异值，该值反映了相同外载荷下机构自身提供约束抵抗外载荷的能力大小，通过Matlab将工作空间网格划分绘制出整个工作空间内三类并联机构的静力承载性能变化图。 外载荷变化同样对机构静力承载性能有所影响，对三类机构进行定位形-变外载情况下的静力承载性能分析。选择初始，一般，奇异三个位形，研究三类机构的静力承载性能随单位外载荷方向变化时的变化规律。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112

【参考文献】

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本文编号：1165620