大轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)模擬器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本研究從解決傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)模擬器轉(zhuǎn)角、剛度有限的角度出發(fā)，提出一種冗余并聯(lián)式運(yùn)動(dòng)模擬器解決該難題。其主要目的是充分利用冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，力矩傳遞性能好等優(yōu)點(diǎn)。主要研究內(nèi)容為：
　　首先，提出了能滿足運(yùn)動(dòng)模擬器姿態(tài)角變化的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即三轉(zhuǎn)動(dòng)冗余球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)。對(duì)該冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、自由度、裝配條件進(jìn)行了分析。
　　然后，對(duì)運(yùn)動(dòng)模擬器的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，主要包括運(yùn)動(dòng)學(xué)正解、反解、速度以及加速度的分析。根據(jù)實(shí)例計(jì)算出運(yùn)動(dòng)學(xué)正

2、反解結(jié)果，并繪制位置、速度、加速度的輸入輸出曲線?；谶\(yùn)動(dòng)學(xué)反解對(duì)運(yùn)動(dòng)模擬器的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了圖形學(xué)仿真。仿真結(jié)果將為后續(xù)研究提供理論參考。
　　接著對(duì)運(yùn)動(dòng)模擬器的工作性能進(jìn)行了分析。考察了連桿的結(jié)構(gòu)夾角對(duì)模擬器姿態(tài)工作空間的影響。建立整機(jī)干涉數(shù)學(xué)模型的，并考察桿件布置對(duì)干涉的影響。運(yùn)用螺旋理論闡述模擬器奇異問題產(chǎn)生的原因，并在該理論基礎(chǔ)上構(gòu)造雅克比矩陣作為模擬器奇異判斷的數(shù)學(xué)條件；利用條件數(shù)對(duì)模擬器的力矩傳遞性能進(jìn)行了分析?；谝?/p>

3、上分析結(jié)果對(duì)比冗余與非冗余的性能進(jìn)行對(duì)比，并得出冗余對(duì)力矩傳遞性能有一定的提升且能減少模擬器的并聯(lián)奇異。
　　利用彈性力學(xué)及小變形理論建立運(yùn)動(dòng)模擬器整體靜力學(xué)模型，得出各個(gè)關(guān)節(jié)的受力情況和各條支鏈的變形情況，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造運(yùn)動(dòng)模擬器的柔度矩陣，并得出輸出平臺(tái)中心點(diǎn)在受力時(shí)的變形情況。對(duì)比冗余與非冗余的剛度與受力性能，并得出冗余時(shí)動(dòng)平臺(tái)的廣義位移較非冗余時(shí)的小，且關(guān)節(jié)處受力更均勻。
　　最后建立運(yùn)動(dòng)模擬器的三維模型，并對(duì)運(yùn)動(dòng)