3-UPU并联机构动力学研究

发布时间：2023-04-01 04:23

　　并联机构自诞生以来,与串联机构相比,具有承载能力强、动力性能好、结构刚度大、运动精度高、易于反馈控制等优点受到国内外广大学者的重视。在并联机构的研究中动力学研究是其重要的组成部分,动力学研究主要包括运动学分析、惯性力/惯性力矩计算、各杆件的受力分析、动力学模型的建立和对其结论的分析等内容。并联机构动力学结果可以用于驱动元件的选型、控制策略选择和基于动力学的结构优化设计等。本文是基于3-UPU并联机构进行动力学研究。(1)对3-UPU并联机构运动学问题进行分析。首先建立坐标系统,得到各构件的位置坐标。然后针对3-UPU并联机构的位置正解问题与逆解问题通过矢量法进行求解。再利用某种方法求解得到支链驱动杆输入速度与动平台输出速度之间的映射关系,进而得到输入与输出加速度之间的关系式。通过Pro/E软件进行三维实体建模,然后将其导入到ADAMS软件中。最后,利用Matlab和ADAMS进行验证分析。(2)对3-UPU并联机构进行静力学分析。通过对机构的运动学分析所得到的映射关系代入到通过虚功原理所建立的静力学平衡方程中。利用拆杆法,以三条支链为对象进行研究,求解虎克铰的受力情况。运用Adams软...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的意义
    1.2 并联机构的发展与应用
        1.2.1 并联机构的发展
        1.2.2 并联机构的应用
    1.3 并联机构的国内外研究现状
    1.4 论文主要内容
第2章 3-UPU并联机构运动学分析
    2.1 引言
    2.2 3 -UPU并联机构简介
        2.2.1 并联机构结构描述
        2.2.2 并联机构自由度计算
    2.3 3 -UPU并联机构位置分析
        2.3.1 并联机构坐标系统
        2.3.2 位置正逆解分析
        2.3.3 机构运动位置算例
        2.3.4 机构运动位置仿真
        2.3.5 位置解理论与仿真对比分析
    2.4 3 -UPU并联机构速度与加速度分析
        2.4.1 机构速度与加速度分析
        2.4.2 奇异性分析
        2.4.3 机构速度与加速度算例
        2.4.4 机构速度与加速度仿真
        2.4.5 速度与加速度的理论与仿真对比分析
    2.5 本章小结
第3章 3-UPU并联机构静力学分析
    3.1 引言
    3.2 机构简化静力学分析
    3.3 重力作用下机构静力学分析
    3.4 静态下3-UPU并联机构关节约束力求解
    3.5 3 -UPU并联机构静力学算例与仿真分析
        3.5.1 3 -UPU并联机构静力学算例分析
        3.5.2 3 -UPU并联机构静力学仿真分析
        3.5.3 静力学理论与仿真对比分析
    3.6 本章小结
第4章 3-UPU并联机构动力学分析
    4.1 引言
    4.2 3 -UPU并联机构动力学模型的建立
        4.2.1 机构动平台的受力分析
        4.2.2 机构主动杆的受力分析
        4.2.3 机构从动杆的受力分析
        4.2.4 机构动力学模型的建立
    4.3 3 -UPU并联机构动力学模型下关节约束力求解
    4.4 3 -UPU并联机构动力学算例与仿真分析
        4.4.1 3 -UPU并联机构动力学算例分析
        4.4.2 3 -UPU并联机构动力学仿真分析
        4.4.3 动力学理论与仿真对比分析
    4.5 本章小结
第5章 3-UPU并联机构刚度分析
    5.1 引言
    5.2 3 -UPU并联机构刚度映射模型的建立
        5.2.1 并联机构刚度一般定义
        5.2.2 基于Hessian矩阵的机构刚度的定义
        5.2.3 3 -UPU并联机构外力下的势能变化
    5.3 3 -UPU并联机构的刚度性能分析
        5.3.1 并联机构刚度性能评价
        5.3.2 并联机构刚度性能评价算例
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3776424