基于ANSYS的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、當(dāng)代中國(guó)正處在一個(gè)高速發(fā)展的黃金階段，航天航空事業(yè)的發(fā)展始終是中國(guó)發(fā)展過程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。本文在上一代新型前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的基礎(chǔ)上，優(yōu)化并設(shè)計(jì)了新一代的新型前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅?？臻g機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)與平面機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)相比，有著難以使用試湊法或作圖法來設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的困難?？臻g機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)多需要使用余弦矩陣法和四元素法這類需要復(fù)雜計(jì)算的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)難度較大。
　　本文主要針對(duì)空間機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面的研究，結(jié)合球面RRRR機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

2、，運(yùn)用UG軟件對(duì)空間機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真和分析。將其中的部分搖桿改為機(jī)架，使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以滿足前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的運(yùn)動(dòng)要求。又驗(yàn)證了該機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度，這樣這套訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅就可以在單一的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下，使機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維復(fù)合旋轉(zhuǎn)。又通過對(duì)ANSYS這種大型有限元軟件的學(xué)習(xí)，通過對(duì)兩種桿件的有限元網(wǎng)格劃分，對(duì)前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，采用傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析方法分析和討論了空間4R機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合

3、最新的自由度分析方法進(jìn)行了空間機(jī)構(gòu)自由度的討論，驗(yàn)證了該機(jī)構(gòu)的單一自由度，驗(yàn)證了該機(jī)構(gòu)作為由單一人力驅(qū)動(dòng)的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的可行性。
　　其次，對(duì)傳統(tǒng)RRRR機(jī)構(gòu)的布局進(jìn)行學(xué)習(xí)，所提出的新型前庭功能訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了討論，在運(yùn)用UG仿真作為基礎(chǔ)的情況下，得出改進(jìn)后的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的主要桿件的受力情況
　　然后，通過對(duì)上一代設(shè)計(jì)的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的實(shí)物模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，找到上一代前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的兩大重要缺陷。針對(duì)扁鋼作為桿件的重要缺陷，

4、對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
　　最后，在基于ANSYS該大型有限元軟件學(xué)習(xí)的前提下，通過對(duì)比扁鋼和圓管鋼兩種鋼材的網(wǎng)格劃分情況，又考慮到空間機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中受力方向在空間上進(jìn)行復(fù)雜的變化，得出機(jī)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)果。
　　本文中的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅是在空間RRRR機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)比傳統(tǒng)的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅，該優(yōu)化后的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅有能夠在單一驅(qū)動(dòng)的前提下同時(shí)進(jìn)行三軸旋轉(zhuǎn)和平移的優(yōu)勢(shì)。又結(jié)合UG對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的變化力的記錄，以及ANSYS對(duì)不同構(gòu)件的網(wǎng)