3-RPS臥式布局并聯(lián)機(jī)構(gòu)的重力補(bǔ)償策略研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、緊密結(jié)合國家航空和汽車工業(yè)中大型/復(fù)雜結(jié)構(gòu)件對高效加工裝備的重要需求,針對臥式并聯(lián)高效加工裝備普遍存在并亟待解決的重力補(bǔ)償問題,本文以3-R(P)S臥式并聯(lián)機(jī)構(gòu)為典型研究對象,深入研究其重力補(bǔ)償策略,內(nèi)容涉及機(jī)構(gòu)位置逆解、重力對整機(jī)末端變形的影響分析、被動(dòng)式重力補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化、重力補(bǔ)償效果評估、主動(dòng)式重力補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)等。主要研究成果如下:
  機(jī)構(gòu)位置逆解與整機(jī)柔度建模:根據(jù)3-R(P)S臥式并聯(lián)機(jī)構(gòu)中部件的相對運(yùn)動(dòng)形式

2、及重力分布狀態(tài)將機(jī)構(gòu)劃分為R(P)S支鏈與末端執(zhí)行器兩部分,借助矢量鏈法建立機(jī)構(gòu)的位置逆解模型。利用線性疊加原理構(gòu)造整機(jī)靜柔度模型。
  重力產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)末端變形分析:基于虛功原理將機(jī)構(gòu)各部件重力映射到機(jī)構(gòu)末端參考點(diǎn),結(jié)合機(jī)構(gòu)柔度解析模型,獲得重力引起的機(jī)構(gòu)末端變形在任務(wù)工作空間內(nèi)的分布規(guī)律,以此闡述重力補(bǔ)償?shù)谋匾浴?br>  被動(dòng)式重力補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化:選取定剛度螺旋拉簧為重力補(bǔ)償元件,參考機(jī)構(gòu)靜力學(xué)模型對重力補(bǔ)償裝置進(jìn)行

3、設(shè)計(jì)。以機(jī)構(gòu)總勢能在工作空間中的波動(dòng)量最小為目標(biāo),優(yōu)化彈簧安裝位置及相關(guān)參數(shù)。以重力補(bǔ)償前、后由重力引起的機(jī)構(gòu)末端變形的變化為切入點(diǎn)對重力補(bǔ)償效果進(jìn)行直觀評估。
  主動(dòng)式重力補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì):引入一維位移補(bǔ)償裝置對上述被動(dòng)式重力補(bǔ)償裝置進(jìn)行改進(jìn),根據(jù)定剛度彈簧伸長量的變化規(guī)律,確定一維位移補(bǔ)償裝置在3-R(P)S臥式并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的布置方式。以機(jī)構(gòu)末端總變形最小為目標(biāo)優(yōu)化一維位移補(bǔ)償裝置的位移參數(shù)。借助商用軟件完成一維位移補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)設(shè)

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