一种含冗余约束三自由度转炉倾动机构研究

发布时间：2020-04-05 08:08

【摘要】：目前,对于六自由度并联机构的研究已经日趋成熟,而对于少自由度并联机构的研究相对较少。相对于六自由度并联机构,少自由度并联机构具有结构简单、耦合性小、工作空间大、控制方便和价格低廉等特点,故其应用范围越来越广泛。本文提出了一种含有冗余约束的三自由度并联机构,并将其应用到了转炉倾动机构的设计之中。本文首先对机构的性能进行了分析。整个机构的研究过程包括了以下几个方面:位置分析、工作空间的分析、运动学分析、动力学分析。通过矢量法,本文建立起机构位置分析的数学模型,求出了机构的位置反解;通过CAD几何变量法,利用Solidworks三维软件,绘制出了机构的工作空间;借助独立变量法,求出了该少自由度并联机构的Jacobian矩阵和Hessian矩阵,建立了机构的运动学模型并;利用虚功原理,推导出了动载和驱动力的关系表达式,建立了机构的动力学模型。利用CAD软件和Matlab软件对运动学和动力学进行仿真验证,验证了结果的正确性。在对整个机构分析的基础上,本文将其应用于转炉倾动机构。设计了2.2t转炉倾动机构的三维实体,并且利用“切液法”对转炉在不同工作状态下的动载进行了分析,优化了相关主要构件的尺寸参数。最后,本文分析了现有的平衡装置的特点,设计出了与本机构相配套的平衡装置,利用几何法验证了平衡装置设计的合理性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF341.1

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本文编号：2614765