大轉角運動模擬器的設計與研究.pdf

1、本研究從解決傳統(tǒng)運動模擬器轉角、剛度有限的角度出發(fā)，提出一種冗余并聯(lián)式運動模擬器解決該難題。其主要目的是充分利用冗余并聯(lián)機構結構緊湊，剛度高，力矩傳遞性能好等優(yōu)點。主要研究內容為：
　　首先，提出了能滿足運動模擬器姿態(tài)角變化的運動機構，即三轉動冗余球面并聯(lián)機構。對該冗余并聯(lián)機構的結構、自由度、裝配條件進行了分析。
　　然后，對運動模擬器的運動學進行了分析，主要包括運動學正解、反解、速度以及加速度的分析。根據實例計算出運動學正

2、反解結果，并繪制位置、速度、加速度的輸入輸出曲線。基于運動學反解對運動模擬器的運動結構進行了圖形學仿真。仿真結果將為后續(xù)研究提供理論參考。
　　接著對運動模擬器的工作性能進行了分析?？疾炝诉B桿的結構夾角對模擬器姿態(tài)工作空間的影響。建立整機干涉數學模型的，并考察桿件布置對干涉的影響。運用螺旋理論闡述模擬器奇異問題產生的原因，并在該理論基礎上構造雅克比矩陣作為模擬器奇異判斷的數學條件；利用條件數對模擬器的力矩傳遞性能進行了分析?；谝?/p>

3、上分析結果對比冗余與非冗余的性能進行對比，并得出冗余對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。
　　利用彈性力學及小變形理論建立運動模擬器整體靜力學模型，得出各個關節(jié)的受力情況和各條支鏈的變形情況，并在此基礎上構造運動模擬器的柔度矩陣，并得出輸出平臺中心點在受力時的變形情況。對比冗余與非冗余的剛度與受力性能，并得出冗余時動平臺的廣義位移較非冗余時的小，且關節(jié)處受力更均勻。
　　最后建立運動模擬器的三維模型，并對運動