一種可變胞并聯(lián)機構(gòu)的多維隔振平臺研究.pdf

1、由于在車載、船載及航空航天等環(huán)境下，機載設(shè)備在工作中會經(jīng)受大量的空間多維的振動與沖擊，嚴重影響其工作性能和使用壽命。而現(xiàn)有的多維隔振理論和技術(shù)存在很多缺陷，無法滿足實際工程對多維隔振的需求，也沒有一種多維隔振設(shè)備可以滿足兩種或兩種以上不同維度的多維隔振，不能用于環(huán)境、工況多變的實際工程多維隔振。因此，對可用于不同工況下的多維隔振平臺的研究具有重大的理論意義和實用價值。
　　 在國家自然科學(xué)基金“基于柔性變胞機構(gòu)的精密設(shè)備多維振動

2、的主動控制研究(51275275)”和山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎勵基金“基于柔性變胞機構(gòu)的機載精密設(shè)備的振動主動控制研究(BS2010ZZ006)”的資助下，本文設(shè)計了一種新型的可變胞并聯(lián)機構(gòu)，并將該機構(gòu)作為多維隔振的主體機構(gòu)，構(gòu)建了一種新的多維隔振平臺，只需一個多維隔振平臺，就可以滿足三平移隔振和三平移一轉(zhuǎn)動隔振兩種不同維度的多維隔振，為多維隔振提供了新的思路。
　　 第一，本文基于變胞原理對兩種不同自由度的并聯(lián)機構(gòu)進行了綜

3、合，以機載設(shè)備的多維隔振為特點，設(shè)計了一種全新的可變胞并聯(lián)機構(gòu)，通過對機構(gòu)兩種不同形位的自由度的計算，證明通過調(diào)整該可變胞并聯(lián)機構(gòu)的rT鉸鏈，機構(gòu)可以在三平移并聯(lián)機構(gòu)和三平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)兩種不同自由度的并聯(lián)機構(gòu)之間相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)機構(gòu)自由度和形位的變化。
　　 第二，本文對可變胞并聯(lián)機構(gòu)兩種不同的形位進行了運動學(xué)和力學(xué)分析，對其位置正逆解、速度、加速度、工作空間、力學(xué)方程等進行了求解。結(jié)果表明，該機構(gòu)兩種形位下的運動學(xué)和力學(xué)方程

4、比較簡單，機構(gòu)工作空間較大，且有很好的解耦性，適合用作多維隔振的主體機構(gòu)。
　　 第三，本文將可變胞并聯(lián)機構(gòu)用作多維隔振平臺的主體機構(gòu)，在主動副處添加彈簧阻尼系統(tǒng)構(gòu)建了可變自由度的多維隔振系統(tǒng)，建立了多維隔振系統(tǒng)的動力學(xué)微分方程，分別分析了兩種形位下的系統(tǒng)固有頻率，并分析了系統(tǒng)各參數(shù)對固有頻率的影響。結(jié)果表明，可以根據(jù)不同的隔振需要，選擇合適的機構(gòu)參數(shù)，調(diào)節(jié)多維隔振系統(tǒng)的固有頻率，該多維隔振平臺可以滿足兩種不同維度的多維隔振需要

5、。
　　 第四，本文用ADAMS和MATLAB進行了運動學(xué)和動力學(xué)仿真研究，對比研究表明本文的運動學(xué)理論分析可行，并且是正確的。進一步的動力學(xué)分析表明，本文設(shè)計的可變胞并聯(lián)機構(gòu)多維隔振平臺具有良好的隔振效果，并且能分別實現(xiàn)三平移隔振和三平移一轉(zhuǎn)動隔振。
　　 本文將可變胞并聯(lián)機構(gòu)引入到多維隔振領(lǐng)域中來，構(gòu)建了可變胞并聯(lián)機構(gòu)的多維隔振平臺。所設(shè)計的多維隔振平臺具有可變自由度的特點，可根據(jù)環(huán)境需要改變其自由度，實現(xiàn)兩種不同自