【摘 要】
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并联机构与串联机构相比具有承载能力强、定位精度高、动态性能好等特点,从而得到越来越广阔的应用。本文密切结合制造装备业对少自由度可重构并联机构的需求,拟以文献[1]中提
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并联机构与串联机构相比具有承载能力强、定位精度高、动态性能好等特点,从而得到越来越广阔的应用。本文密切结合制造装备业对少自由度可重构并联机构的需求,拟以文献[1]中提出的含串联输入支链的并联机构2UPS-RPU为研究对象,对其展开相关的动力学分析研究工作。本文研究内容涉及机构结构分析、运动学分析,动力学分析及ADAMS仿真研究。主要研究内容如下:
(1)分析2UPS-RPU并联机构的拓扑结构特征,利用Kutzbach-Grubler法计算了该机构的自由度。建立机构闭环位置约束方程,并由位置方程依次对时间求导可得到机构的速度及加速度方程,完成机构的逆运动学分析。
(2)基于Newton-Euler法建立该机构刚体动力学逆解方程,该方法通过建立各个支链及动平台的力及力矩平衡方程,求解可得机构动力学逆解。同时利用虚功原理法建立机构的刚体动力学逆解模型。通过计算实例结果比较,可得两种方法建模计算结果是相同的,可证实所用方法建模的正确性。
(3)利用有限元法及系统子结构法建立机构的弹性动力学方程,根据机构的结构特征,在一定的假设前提下,构建了杆单元的弹性位移方程,再由系统各个构件之间的约束关系,得到机构总体的弹性动力学模型。
(4)以ADAMS动力学仿真软件为平台,对机构进行动力学特性仿真研究。得到了给定机构动平台载荷及其运动规律后,机构各个驱动副的驱动力及驱动力矩。并验证了刚体动力学理论计算结果的正确性。
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