论文部分内容阅读
冗余驱动并联机构可以有效改善并联机构奇异点及关节误差影响等不利因素，充分发挥并联机构刚度大，承载力强，精度高，末端件惯性小等优点。在高速运动中，并联机构中柔性杆件的弹性变形严重影响机构的轨迹精度和系统稳定，不利于并联机构的工业拓展和应用，因此对冗余驱动并联机构进行弹性动力学分析具有重要意义。 论文主要以4-UPS-RPU冗余驱动并联机构为研究对象，对其进行运动特性、频率特性和应力特性分析。 首先，分析冗余驱动并联机构的结构组成特点，计算机构的自由度数目，对各构件分别建立坐标系进行位姿转换，对各支链进行运动学分析，建立支链杆长的数学模型和虎克铰转角的数学模型。 其次，利用有限元法对支链中的柔性杆进行单元划分，运用Lagrange方程建立了梁单元的弹性动力学方程，基于支链杆梁单元间相互作用关系和叠加原理得到了支链杆的弹性动力学方程，在系统运动学约束和系统动力学约束条件下装配支链的弹性动力学方程，完成了4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的弹性动力学建模。 最后，采用Newmark算法对4-UPS-RPU冗余驱动并联机构弹性动力学方程进行求解，利用MATLAB软件编程实现了并联机构动平台位移误差、速度误差、加速度误差、驱动杆的等效应力、系统的固有频率等弹性动力学特性以及机构参数对动力学特性影响规律的仿真分析。