一种并联机构力加载平台的多目标优化设计及控制研究

发布时间：2021-01-05 00:37

　　随着国内制造业的迅速发展,数控机床的可靠性越来越受到重视。传统的数控机床的可靠性研究方法有着研究周期长、耗资成本大的缺点,这严重制约了国内数控机床可靠性的发展。针对这些问题,本文提出一种五自由度的并联机构力加载平台,能够持续地给机床施加加载力,模拟机构五个方向所受的切削力。其突出优点是能够长时间持续不断地进行力加载,并且模拟了切削力,省去了机床切削实际工件的耗资成本。本文的主要内容有以下几个方面:设计一种五自由度并联机构力加载平台,对其自由度进行分析,综合运用矢量环法、虚功原理法等并联机构建模方法对并联机构力加载平台进行了运动学和动力学建模。接着,运用MATLAB软件对该机构的运动学和动力学模型进行仿真,为后续该机构的优化设计和控制研究奠定基础。对并联机构力加载平台进行优化设计。先分析机构的奇异性,确定机构在某些特殊位姿下存在奇异。然后提出一种通过优化部分支链安装角度的方法消除机构奇异性。接着,确定机构的优化参数,以及工作空间、力各向同性和刚度这三个优化性能指标,利用图谱法对机构的尺寸参数和角度参数进行优化设计,得到各个性能指标的性能图谱和多目标优化的图谱,并得到优化设计最优区域。最后... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于6-PUS并联机构的力加载装置

图 1-2 五轴混联加工中心 3-PRS 并联主轴头联机构的运动学和动力学分析联机构的运动学分析机构运动学问题指的是并联机构驱动副坐标与末端执行器坐标学问题可以分为正运动学和逆运动学。正运动学问题是指在并联定时，求解末端执行器位姿坐标的问题。逆运动学问题是指在并标给定时，求解驱动副坐标的问题。并联机构而言，由于其约束是封闭式的，所以逆运动学问题的求可以得到解析解，正运动学问题的求解一般难以获得解析解。一值两个角度对并联机构正运动学问题进行了研究[28-30]。逆运动法主要有矢量环法[31-36]和螺旋理论方法[37-43]，诸多学者使用者两机构的运动学研究。联机构动力学分析

图 2-2 工作原理图度分析间并联机构，一般利用 Grubler-Kutzbach 公式计算机构tzbach 公式如式(2-1)所示。16( 1)giiF n g f —机构的自由度；—构件的总数目，包括固定构件；—机构中关节的数目；—第 i 个关节所允许的相对运动自由度，也称作关节的活动这种并联机构力加载平台的铰链进行编号，如图所示 2-3 所 5 个 U 副（胡克铰）分别用1 2 3 4 5A 、A 、A 、A 和A 表示，安装


本文编号：2957666