基于少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多維隔振研究.pdf

1、隨著人們對(duì)各種儀器設(shè)備的精密度、使用壽命及人體乘坐交通工具的舒適性的要求越來(lái)越高，如何有效地控制和預(yù)防多維振動(dòng)引起的危害成為工程技術(shù)的一個(gè)重要問題。傳統(tǒng)的多維隔振方法由于存在種種缺陷已不能滿足多維振動(dòng)控制要求，近年來(lái)，有學(xué)者將并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到多維隔振平臺(tái)，并取得了一定突破，但由于實(shí)際應(yīng)用中很多情況下并不需要完全實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的隔振，而少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)既能滿足所需要的自由度數(shù)，又可以使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，經(jīng)濟(jì)性好，控制相對(duì)容易，因此對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行研究

2、十分必要。
　　本論文是在國(guó)家自然科學(xué)基金“基于柔性變胞機(jī)構(gòu)的精密設(shè)備多維振動(dòng)的主動(dòng)控制研究(51275275)”和山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎(jiǎng)勵(lì)基金“基于柔性變胞機(jī)構(gòu)的機(jī)載精密設(shè)備的振動(dòng)主動(dòng)控制研究(BS2010ZZ006)”的資助下，對(duì)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多維隔振進(jìn)行理論與應(yīng)用研究。
　　本論文基于少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論，設(shè)計(jì)綜合了一種變自由度可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有兩種構(gòu)型，一種構(gòu)型為3平移自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，一種為3平移1

3、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，這兩種構(gòu)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)型緊湊，精度高，容易控制，而且結(jié)構(gòu)相似，易相互轉(zhuǎn)換，可作為搭建多維隔振平臺(tái)的主體機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三維和四維隔振。
　　第一，將少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到多維隔振領(lǐng)域，首先對(duì)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與綜合，然后根據(jù)多維振動(dòng)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，最后利用約束螺旋理論對(duì)機(jī)構(gòu)的自由度進(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　第二，對(duì)設(shè)計(jì)的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)分析，對(duì)其位置正逆解、速度、解耦性、工

4、作空間和力學(xué)方程進(jìn)行了求解，分析證明這兩種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)方程比較簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)有很好的解耦性，適合作為隔振平臺(tái)的主體機(jī)構(gòu)使用。
　　第三，分別以這兩種少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為多維隔振的主體機(jī)構(gòu)，找出該機(jī)構(gòu)的主動(dòng)副的位置，并添加彈簧阻尼系統(tǒng)，構(gòu)建多維隔振平臺(tái)模型，建立動(dòng)力學(xué)方程，分析了其固有頻率及各結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)固有頻率的影響。
　　第四，利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件Adams對(duì)該隔振平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真，與Matlab軟件分析計(jì)