三自由度并聯(lián)機器人分析與設計.pdf

1、坦克火控系統(tǒng)的性能決定了現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克的作戰(zhàn)能力。長期以來,各國主要把坦克作為一種進攻性武器，完善的火控系統(tǒng)可以使坦克具有很高的命中精度和快速反應能力，所以在研制主戰(zhàn)坦克時,始終把火控系統(tǒng)放在首位。為了更好地開展主戰(zhàn)坦克火控系統(tǒng)的研究工作，需要研制搖擺臺以模擬主戰(zhàn)坦克在各種路面上行進時的顛簸狀態(tài)。搖擺臺由三自由度并聯(lián)機器人以及其他相關系統(tǒng)組成，因此有必要對三自由度并聯(lián)機器人進行深入的研究。
　　在坦克炮塔及火控系統(tǒng)試驗臺中，三自由度

2、并聯(lián)機器人用來模擬路況的側(cè)傾、俯仰和升沉運動。因此本文從運動學、動力學和控制策略等幾個方面對三自由度并聯(lián)機器人進行研究。這些問題對于研制滿足試驗要求的坦克炮塔及火控系統(tǒng)試驗臺的工程實踐有很重要的指導意義。
　　三自由度并聯(lián)機器人是一種多變量和本質(zhì)非線性的復雜系統(tǒng)，其運動學及動力學分析是并聯(lián)機器人的機構(gòu)設計以及液壓驅(qū)動系統(tǒng)設計的前提。本文首先采用坐標變換和求導的方法對三自由度并聯(lián)機器人運動學進行了分析；然后不考慮折頁、液壓缸的質(zhì)量和

3、慣量，基于牛頓-歐拉法建立了系統(tǒng)的單剛體動力學模型；本文還在運動學分析和動力學分析的基礎上設計了系統(tǒng)的動力機構(gòu)，并給出了系統(tǒng)動力機構(gòu)在基本工況下的負載匹配曲線；
　　三自由度并聯(lián)機器人另外一個重要的研究方向是三自由度并聯(lián)機器人控制策略的研究，控制系統(tǒng)將直接決定系統(tǒng)最終達到的性能指標。本文首先推導了對稱閥控制非對稱缸的傳遞函數(shù)數(shù)學表達式；然后設計了簡單的PID調(diào)節(jié)控制器，對控制系統(tǒng)的特性進行了初步分析。
　　為了在建造實物樣機