一類含鉸接搓動平臺位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的運動學(xué)設(shè)計與剛度建模.pdf

1、本文密切結(jié)合國家飛機(jī)制造業(yè)對部件級對接裝備的重要需求，在國家自然科學(xué)基金等項目的資助下，系統(tǒng)研究一類新型含鉸接搓動平臺一平動三轉(zhuǎn)動（1T3R）四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)錁?gòu)型綜合、運動學(xué)分析與設(shè)計、靜剛度建模與分析等問題。主要取得如下研究成果：
　　拓?fù)錁?gòu)型綜合：基于李群/李代數(shù)等數(shù)學(xué)工具，提出含鉸接搓動平臺的1T3R四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)渚C合步驟，按照鉸接搓動平臺的種類和支鏈的布置形式，詳細(xì)闡述其拓?fù)錁?gòu)型綜合方法，得到若干新型含鉸接搓

2、動平臺的1T3R四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
　　運動學(xué)分析：以拓?fù)錁?gòu)型綜合得到的PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)為典型算例，利用閉環(huán)矢量鏈法建立PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置逆解模型，借助極限邊界搜索法得到該機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間?；诼菪碚?，建立PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動/力映射模型，進(jìn)而構(gòu)造該機(jī)構(gòu)的廣義雅可比矩陣。
　　尺度綜合：借助運動/力螺旋的互易積概念，定義可表征PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)運動/力性能在關(guān)節(jié)空間與操作空間傳遞的虛功率系數(shù)，據(jù)此構(gòu)造

3、物理意義明確、量綱一致的運動/力局域和全域性能評價指標(biāo)。充分考慮約束條件，以運動/力全域性能評價指標(biāo)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，將PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的尺度綜合轉(zhuǎn)化為一類有約束的非線性規(guī)劃問題。
　　靜剛度建模與分析：根據(jù)PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動/約束力螺旋，得到機(jī)構(gòu)的力與變形映射模型，進(jìn)而構(gòu)建PaQuad并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靜剛度半解析模型。利用商用有限元軟件，驗證了該機(jī)構(gòu)靜剛度半解析模型的有效性。
　　本文研究成果為一類新型含鉸接搓動平臺四自