重载冗余驱动三自由度并联运动模拟台研究
发布时间：2021-08-11 05:31
航行在海面上的舰船,会受到海洋环境的扰动而产生各种不确定的运动,这给舰载直升机的起降安全带来了严重的威胁。运动模拟台可以在实验室或陆地环境下再现舰船在海面上的多维摇荡运动,为舰载直升机的起降提供一个较为安全的训练环境,具有重大战略意义。针对现有全电驱并联机构难于实现大型、重载的要求,本文开展了重载冗余驱动并联机构的研究,主要内容如下:首先,根据舰船运动参数,制定了模拟台机构的设计指标。对于现有并联机构难于大型化和承受重载,提出了一种带有关节静载平衡装置的冗余驱动三自由度并联机构。对其构型和位置进行了分析,并通过机构的约束条件搜索出了机构的可达工作空间。其次,基于影响系数法建立了机构的运动学模型,得到机构广义速度、加速度与主动输入之间的映射关系。通过评估机构的运动雅克比来判别机构的奇异位形,给出了机构的奇异空间。基于虚功原理建立了3-（2-（?）R）S简化机构的柔度模型,并得到了其方向刚度模型。再次,介绍了基于旋量表示的单刚体动力学牛顿-欧拉公式,得到机构关节空间的动力学Hessian矩阵。基于动力学Hessian矩阵,对3-（2-（?）R）S简化机构3-PRS进行了动力学分析;通过达朗...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Cappel研制的Stewart飞行模拟器
.2 运动模拟台国内外研究现状运动模拟台是典型的机电一体化产品，是集机械技术、控制技术、传感检测和计算机技术于一体的综合性试验设备。国内外有许多家研发机构和公司致力发和生产基于并联机构的运动模拟台，将其用于飞机、车辆、舰船的运动试验娱乐项目等。2.1 国外研究现状上世纪 60 年代，Stewart 机构被用于飞行模拟器[4]，它通过 6 个驱动协调控制拟飞机的真实运动，该机构与以往构型不同的是动平台的转轴不再是固定的ppel 于 1967 年最先研制出基于 Stewart 机构的飞行模拟器[5]，如图 1-1 所示。直天这一构型仍被大家广泛采用，欧洲、北美、日本等发达国家已经产业化。荷elft 大学下属的 Simona 研究所研制的飞行模拟器[6]如图 1-2 所示，它将分支与座安装位置上移，从而使座舱运动中心降低，减小了模拟器的转动惯量。
图 1-3 奔驰公司研制的第一代车辆模拟器 图目前模拟器基本都采用的是液压驱动方式机作为驱动方式的模拟器越来越多。图 1-5 为驶模拟器 ULTIMATE[11,12]，驱动器行程为 500年研制的驾驶模拟器[13]，载重达到了 2.5 吨。继出现。图 1-6 为日本丰田公司建造完成的当其可实现实验舱绕任一水平轴线旋转±25°的倾
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于驾驶模拟实验的眼部指标与疲劳分级[J]. 王雪松,李飞虎. 同济大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]非惯性系下弹性欠驱动机器人动力学建模及应用[J]. 耿明超,赵铁石,赵飞,刘晓,苑飞虎. 中国机械工程. 2014(15)
[3]三自由度驱动冗余并联机构动力学建模与试验[J]. 牛雪梅,高国琴,刘辛军,鲍智达. 农业工程学报. 2013(16)
[4]某天线稳定平台的结构设计[J]. 王昭. 电子机械工程. 2012(04)
[5]空间并联机构连续刚度非线性映射[J]. 赵铁石,赵延治,边辉,李娜. 机械工程学报. 2008(08)
[6]船用摇摆试验台建模和控制系统设计[J]. 李学忠,黄守训,林其生,胡珂,罗学惠. 电气传动. 2006(11)
[7]一种自均力冗余驱动接口模块[J]. 李为民,高峰. 中国机械工程. 2004(02)
[8]用于航海模拟的六自由度并联机器人的研究[J]. 韩俊伟,姜洪洲. 高技术通讯. 2001(03)
[9]6自由度船舶运动模拟系统[J]. 石德新,万磊,江世媛,曹正泉,刘悦. 船舶工程. 1997(02)
博士论文
[1]重载并联稳定平台构型综合与轨迹规划研究[D]. 苑飞虎.燕山大学 2015
[2]并联6-PUS舰载稳定平台机构学基础理论与实验研究[D]. 刘晓.燕山大学 2014
[3]飞行模拟器动感模拟系统逼真度研究[D]. 高健.哈尔滨工业大学 2013
[4]电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D]. 皮阳军.浙江大学 2010
[5]三自由度船舶运动模拟平台及其液压伺服驱动系统的研究[D]. 杨军宏.国防科学技术大学 2007
[6]并联机构奇异位形的微分几何理论以及冗余并联机构的研究[D]. 吴宇列.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]一类折叠式并联机构性能研究[D]. 王唱.燕山大学 2014
[2]五自由度并联调姿平台机构学研究[D]. 潘秋月.燕山大学 2013
[3]重载冗余六自由度并联机构优化设计[D]. 李晓成.电子科技大学 2013
[4]六自由度舰船模拟摇摆平台运动系统的分析与研究[D]. 陈晓江.南京理工大学 2006
本文编号：3335555
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Cappel研制的Stewart飞行模拟器
.2 运动模拟台国内外研究现状运动模拟台是典型的机电一体化产品，是集机械技术、控制技术、传感检测和计算机技术于一体的综合性试验设备。国内外有许多家研发机构和公司致力发和生产基于并联机构的运动模拟台，将其用于飞机、车辆、舰船的运动试验娱乐项目等。2.1 国外研究现状上世纪 60 年代，Stewart 机构被用于飞行模拟器[4]，它通过 6 个驱动协调控制拟飞机的真实运动，该机构与以往构型不同的是动平台的转轴不再是固定的ppel 于 1967 年最先研制出基于 Stewart 机构的飞行模拟器[5]，如图 1-1 所示。直天这一构型仍被大家广泛采用，欧洲、北美、日本等发达国家已经产业化。荷elft 大学下属的 Simona 研究所研制的飞行模拟器[6]如图 1-2 所示，它将分支与座安装位置上移，从而使座舱运动中心降低，减小了模拟器的转动惯量。
图 1-3 奔驰公司研制的第一代车辆模拟器 图目前模拟器基本都采用的是液压驱动方式机作为驱动方式的模拟器越来越多。图 1-5 为驶模拟器 ULTIMATE[11,12]，驱动器行程为 500年研制的驾驶模拟器[13]，载重达到了 2.5 吨。继出现。图 1-6 为日本丰田公司建造完成的当其可实现实验舱绕任一水平轴线旋转±25°的倾
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于驾驶模拟实验的眼部指标与疲劳分级[J]. 王雪松,李飞虎. 同济大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]非惯性系下弹性欠驱动机器人动力学建模及应用[J]. 耿明超,赵铁石,赵飞,刘晓,苑飞虎. 中国机械工程. 2014(15)
[3]三自由度驱动冗余并联机构动力学建模与试验[J]. 牛雪梅,高国琴,刘辛军,鲍智达. 农业工程学报. 2013(16)
[4]某天线稳定平台的结构设计[J]. 王昭. 电子机械工程. 2012(04)
[5]空间并联机构连续刚度非线性映射[J]. 赵铁石,赵延治,边辉,李娜. 机械工程学报. 2008(08)
[6]船用摇摆试验台建模和控制系统设计[J]. 李学忠,黄守训,林其生,胡珂,罗学惠. 电气传动. 2006(11)
[7]一种自均力冗余驱动接口模块[J]. 李为民,高峰. 中国机械工程. 2004(02)
[8]用于航海模拟的六自由度并联机器人的研究[J]. 韩俊伟,姜洪洲. 高技术通讯. 2001(03)
[9]6自由度船舶运动模拟系统[J]. 石德新,万磊,江世媛,曹正泉,刘悦. 船舶工程. 1997(02)
博士论文
[1]重载并联稳定平台构型综合与轨迹规划研究[D]. 苑飞虎.燕山大学 2015
[2]并联6-PUS舰载稳定平台机构学基础理论与实验研究[D]. 刘晓.燕山大学 2014
[3]飞行模拟器动感模拟系统逼真度研究[D]. 高健.哈尔滨工业大学 2013
[4]电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D]. 皮阳军.浙江大学 2010
[5]三自由度船舶运动模拟平台及其液压伺服驱动系统的研究[D]. 杨军宏.国防科学技术大学 2007
[6]并联机构奇异位形的微分几何理论以及冗余并联机构的研究[D]. 吴宇列.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]一类折叠式并联机构性能研究[D]. 王唱.燕山大学 2014
[2]五自由度并联调姿平台机构学研究[D]. 潘秋月.燕山大学 2013
[3]重载冗余六自由度并联机构优化设计[D]. 李晓成.电子科技大学 2013
[4]六自由度舰船模拟摇摆平台运动系统的分析与研究[D]. 陈晓江.南京理工大学 2006
本文编号：3335555
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