用于調(diào)節(jié)鉆桿垂直的六自由度冗余并聯(lián)裝備的設(shè)計(jì)分析及控制.pdf

1、由于國內(nèi)陡傾構(gòu)造地區(qū)井斜問題非常普遍，因而研制出能應(yīng)用于大型深井條件下具有調(diào)整鉆桿垂直鉆井的設(shè)備具有重要意義。相比串聯(lián)機(jī)構(gòu)而言，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有更好的承載能力、剛度、精度等特點(diǎn)，因此，被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)模擬器、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)了一種由六自由度冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)為核心，且用于鉆井作業(yè)中調(diào)節(jié)鉆桿垂直的并聯(lián)調(diào)整裝備，對該六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及控制方面展開分析，主要工作如下:
　　介紹了垂直鉆井調(diào)整裝備的總體

2、布局和調(diào)整方法，建立了六自由度冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的幾何模型，并對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度分析、模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析等結(jié)構(gòu)分析，分析結(jié)果驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析。討論了兩大主要約束因素:各支鏈最大伸縮量和各運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角的范圍。同時(shí)，采用三維搜索法搜索動(dòng)平臺的工作空間，為進(jìn)一步研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析打下基礎(chǔ)。
　　冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析?；跈C(jī)構(gòu)模型，得到了各支鏈逆解位移、速度、加速度方程的分析公式，以及支鏈與動(dòng)

3、平臺之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系表達(dá)式。另外，通過Newton-Euler方程和Lagrange方程分別建立該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程。最后，通過數(shù)值分析給出運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值算例，為進(jìn)一步研究冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)提供參考。
　　基于ADAMS對冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行參數(shù)化分析。首先，運(yùn)用ADAMS軟件對冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析建模的正確性。其次，以所建立的幾何模型為參考，重點(diǎn)分析了冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性，得到了支鏈在給定動(dòng)平臺位姿下的驅(qū)動(dòng)