整體式少自由度柔性-全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真對(duì)比研究.pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、微/納制造技術(shù)作為衡量一個(gè)國(guó)家在制造水平方面的重要標(biāo)志,已應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)控制、精密制造加工、電子制造、光學(xué)、信息、醫(yī)療、航空等各領(lǐng)域,在促使科技的進(jìn)步、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)、及保障國(guó)防安全等方面發(fā)揮著重要作用。微/納機(jī)構(gòu)包括微/納操作機(jī)構(gòu)和微/納尺度機(jī)構(gòu),傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式為柔性機(jī)構(gòu)。
  通常的柔性機(jī)構(gòu)在微/納領(lǐng)域也存在著剛度小,承載能力不大等不足;柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)綜合了柔性與并聯(lián)的特點(diǎn),彌補(bǔ)了剛度小,承載能力不大等缺點(diǎn)。目

2、前所研究設(shè)計(jì)的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu),只是經(jīng)驗(yàn)性的將柔性和并聯(lián)相結(jié)合,是一種形式上的將二者融合于一個(gè)機(jī)構(gòu)中,最終得出柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)仍然有鉸鏈存在于結(jié)構(gòu)。因此研究出科學(xué)、合理、簡(jiǎn)單、實(shí)用的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法及相關(guān)理論應(yīng)用于無鉸鏈的全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究設(shè)計(jì)為熱點(diǎn)和當(dāng)務(wù)之急。
  本文以平面二自由度及3-RPR型三自由度全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,基于柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)主流方法偽剛體法及拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,并分別應(yīng)用Hyperworks對(duì)所設(shè)計(jì)的平面同構(gòu)

3、型柔性/全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了拓?fù)鋬?yōu)化理論應(yīng)用于平面全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)的科學(xué)性、簡(jiǎn)易性和有效性。本文主要做了下面的研究工作:
 ?。?)以平面二自由度(二平移)并聯(lián)機(jī)構(gòu)為本體,首先就本體展開微運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,并以主流設(shè)計(jì)方法偽剛體法設(shè)計(jì)出相應(yīng)的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu),其次引入一種新型的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出相應(yīng)的全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu);最后對(duì)兩種方法所設(shè)計(jì)的結(jié)果,應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行仿真分析從而驗(yàn)證了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法的科學(xué)性,簡(jiǎn)易性,及有效性

4、。
 ?。?)以平面3-RPR型平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為本體,首先對(duì)3-RPR型平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行微運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,并以主流設(shè)計(jì)方法偽剛體法設(shè)計(jì)相應(yīng)的柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu),然后引入一種新型的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)相應(yīng)的全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu),并對(duì)兩種方法設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)進(jìn)行加工,最后對(duì)兩種方法所設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行仿真分析從而驗(yàn)證了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法的簡(jiǎn)易性,科學(xué)性,及有效性。
 ?。?)針對(duì)本文中平面二、三自由度柔性/全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)果

5、,在其有限元模型基礎(chǔ)上分別對(duì)其進(jìn)行約束模態(tài)分析,可得到平面二、三自由度柔性/全柔順并聯(lián)機(jī)每個(gè)機(jī)構(gòu)各階模態(tài)下的固有頻率及其固有振型。
  本文針對(duì)平面二自由度及3-RPR型平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為本體,分別設(shè)計(jì)其偽剛體柔性及拓?fù)鋬?yōu)化全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu),并分別進(jìn)行靜力學(xué)仿真分析驗(yàn)證了拓?fù)鋬?yōu)化方法應(yīng)用于全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的科學(xué)性和簡(jiǎn)易性。選擇3-RPR型平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的兩種設(shè)計(jì)所得進(jìn)行加工,最后對(duì)兩種本體的柔性/全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行約束模態(tài)分

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