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力反馈多维控制器在高科技领域的应用越来越广泛。在应用于相应的领域时,其在外力作用下必然产生变形,其变形的大小和方向取决于三方面的原因,包括所施加的外力、结构的位姿和结构本身的刚度。本文以力反馈控制器的机械本体3-URS并联机构为例主要进行了以下研究:(1)根据3-URS并联机构的结构特点,针对并联机构正解求解复杂繁琐的问题,采用设置冗余传感器的方法求解3-URS并联机构的正解,并依据正解得到机构的运动空间。在正解和机构本身几何关系的基础上,建立运动学反解方程,解得机构的反解数学模型。并根据一阶影响系数法建立了机构的速度雅克比矩阵,为后续机构基于速度的相关研究提供理论依据。(2)在运动学的基础上,基于矩阵微分理论求得了3-URS并联机构动平台的位姿误差解析模型。为后续该机构的样机的标定、运动学补偿以及实际操作中对误差较大点的规避提供了理论基础。(3)针对不规则构件的刚度矩阵难以求解的问题,提出一种基于多元线性回归理论的不规则构件刚度精确建模的方法。采用多元线性回归的方法求得各刚度矩阵元素的值,并进行F检验、t检验、拟合优度检验等综合检验得到U型副的精确刚度矩阵,并和ANSYS workbench软件分析值进行对比。(4)基于传递矩阵的物理意义推导得到空间梁杆件的刚度矩阵,及不同坐标系下单元刚度矩阵转换时所需的转换矩阵,利用传递矩阵法计算得到含有多个小单元的空间杆件刚度矩阵,并通过传递矩阵法求得了上、下连杆的单位刚度矩阵。(5)针对含有复杂构件并联机构静刚度难以求解的问题,提出一种半解析法建立3-URS并联机构的静刚度模型。将每一条支链的各杆件刚度利用运动副之间的传递性进行叠加得到每条支链的刚度矩阵,基于动平台的力平衡、位移平衡方程得到整机的刚度矩阵,并给出了六个主刚度方向的刚度值随上连杆长度、下连杆长度的变化规律。(6)针对并联机构动刚度分析的问题,利用ANSYS workbench有限元软件对力反馈多维控制器进行模态分析,选取机构的前六阶固有频率,及所对应各阶振型图进行了分析。给定正弦激励信号对其进行谐响应分析、施加瞬态载荷对其进行瞬态动力学分析,并给出机构受动态载荷时,在一定频率范围内的动态刚度特性,以及机构的动刚度随时间变化的曲线。