4SPS-CS并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度特性分析.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有累積誤差小、精度高、剛度高、承載力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它與廣泛應(yīng)用的串聯(lián)。機(jī)構(gòu)在應(yīng)用上形成互補(bǔ)關(guān)系，擴(kuò)大了整個(gè)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域。少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為并聯(lián)機(jī)構(gòu)的重要分支，近年來成為機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以4SPS-CS并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象，主要對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、工作空間分析和剛度特性分析。
　　基于螺旋理論分析了4SPS-CS并聯(lián)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)以及一個(gè)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，并采用修正的Grubler-Kutzbach公式求

2、解了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度。
　　基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和同一坐標(biāo)系之中兩點(diǎn)之間的距離公式建立了4SPS-CS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置方程，對得到的位置方程求一階微分得到了機(jī)構(gòu)的速度方程，求得了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣。
　　對4SPS-CS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)約束進(jìn)行了分析，采用空間搜索法，求得了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)在不同高度處的姿態(tài)工作空問。并采用MATLAB仿真得到了機(jī)構(gòu)的姿態(tài)工作空間。分析了高度對于該并聯(lián)機(jī)構(gòu)姿態(tài)工作空問的影響。
　　建立了4SPS-C

3、S并聯(lián)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)剛度矩陣，對機(jī)構(gòu)的全局剛度及局部剛度進(jìn)行了仿真，分析了機(jī)構(gòu)在傳統(tǒng)剛度模型下的剛度特性。
　　基于新的守恒協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換剛度矩陣建立了4SPS-CS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度模型，采用MATLAB仿真得到了剛度分布曲線，對機(jī)構(gòu)的剛度特性進(jìn)行了分析。指出了外力導(dǎo)致機(jī)構(gòu)雅克比矩陣微分變化，進(jìn)而對機(jī)構(gòu)剛度產(chǎn)生影響的不可忽略性。討論了上下平尺寸和高度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對于機(jī)構(gòu)剛度的影響。以剛度矩陣的最小奇異值定義了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度性能指標(biāo)，并用MAT