4TPS-PS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度性能分析及優(yōu)化.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力高、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)外等新技術(shù)新研究方向的組成部分。近些年來，對(duì)于研究少自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)比例越來越重，因?yàn)樗诠I(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用意義及前景十分廣泛。而并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度及優(yōu)化也占著重要的地位。一旦并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度達(dá)不到要求，輕則無法保證精度，重則能夠使機(jī)構(gòu)變形非常大甚至癱瘓。本文以4TPS-PS并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，進(jìn)行剛度性能分析及優(yōu)化等研究工作。主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)圍繞4TPS-PS并聯(lián)機(jī)

2、構(gòu)建立機(jī)構(gòu)模型、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、進(jìn)行位置逆解，利用求導(dǎo)法建立雅克比矩陣，分析機(jī)構(gòu)各桿件的運(yùn)動(dòng)性能，并對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)其中一指標(biāo)工作空間加以求解。
　　(2)結(jié)合該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)求出雅克比矩陣，建立了該機(jī)構(gòu)的剛度模型，并給予剛度矩陣，來研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和位姿參數(shù)變化對(duì)剛度的影響，找出其中規(guī)律。同時(shí)研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈巧度性能，說明靈巧度好，并為后面的多目標(biāo)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
　　(3)在尺度優(yōu)化中，將剛度和靈巧度性能指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)，基于遺傳算

3、法編程對(duì)三個(gè)參數(shù)作為變量進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后尺寸下的機(jī)構(gòu)和優(yōu)化前的做對(duì)比，證明優(yōu)化的正確性。
　　(4)利用有限元軟件，來進(jìn)行快速建模，對(duì)優(yōu)化前后機(jī)構(gòu)有限元模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，再分析同樣尺寸機(jī)構(gòu)下，對(duì)初始狀態(tài)和工作狀態(tài)機(jī)構(gòu)有限元模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，將變形結(jié)果總結(jié)，得出結(jié)論。驗(yàn)證有限元分析的正確性。
　　本文將4TPS-PS并聯(lián)機(jī)構(gòu)做為研究對(duì)象，進(jìn)行了一系列的研究，對(duì)將來研發(fā)該類機(jī)構(gòu)有一定的參考價(jià)值，在少自由度機(jī)構(gòu)應(yīng)用中有著至關(guān)