一种平面张拉整体机构运动学、刚度及动力学分析

发布时间：2020-12-09 01:19

　　提出了一类平面张拉整体机构的拓扑结构综合方法。设计并分析了一种由刚性杆和柔性元件联合构成的新型平面张拉整体机构,与传统并联机构相比,该机构具有质量小、惯性力小、可折叠等特点。利用绝对瞬心法解出了机构平衡状态下的位置反解,基于最小势能法对机构正解进行了分析及数值验证;对机构速度雅可比矩阵进行了推导,并对奇异位形进行了分析;通过数值计算和编程得到了机构的驱动工作空间和输出工作空间,并利用数值法验证了最小势能法和绝对瞬心法的一致性;基于能量公式对机构刚度进行了分析,并得到了机构在平衡状态下的刚度分布等高线图;采用拉格朗日方法建立了机构的动力学模型,并采用ADAMS软件对计算结果进行了验证。 

【文章来源】：中国机械工程. 2020年11期 第1296-1305页 北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

机构运动位姿

(5)当L=L1cos γ(即 L 2 = 2L 1 L+c 2 -L 1 2 ) 时,如图5f所示,机构处于奇异状态,该种奇异也是一个特殊位形。3.3 工作空间

机构几何参数的设置与前文相同,根据式(18)、式(19)可绘制出刚度Kθ1、Kλ的分布图,见图8。由图8a和图8b可知,当θ1=90°、λ=0°时,刚度Kθ1、Kλ均处于最大值,而此时机构位姿处于图4b所示的初始平衡状态。当λ=30°、θ1=110°或λ=-32.2°、θ1=68°时,机构位姿分别处于图4a、图4c所示的稳定平衡状态,此时刚度Kθ1、Kλ均处于较大值。随着转动角度的变化,机构逐步失去平衡状态,机构刚度Kθ1、Kλ会逐渐减小,甚至变为负值。为了防止机构刚度缺失,保证机构正常工作,刚度Kθ1、Kλ必须大于0。


本文编号：2906005