本文關(guān)鍵詞：4-Stewart并聯(lián)運動平臺的設(shè)計與分析　出處：《河北大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 并聯(lián)機構(gòu) Stewart平臺 運動學 承載力 工作空間

【摘要】：并聯(lián)運動模擬器的研究涵蓋了機構(gòu)學、機械設(shè)計、力學、計算機科學等領(lǐng)域的知識以及研究成果,是近幾十年來迅速發(fā)展起來的交叉學科。隨著科技的發(fā)展得到了更為廣泛的應(yīng)用,同時也對并聯(lián)運動平臺的創(chuàng)新設(shè)計提出了更高的要求,因此對并聯(lián)運動平臺進行開發(fā)和研究具有十分重大的意義。本文中提出了一種4-Stewart并聯(lián)機構(gòu)運動平臺,具有單體體積小、制作工藝簡單、易于裝配、易于控制等優(yōu)點,能夠?qū)崿F(xiàn)末端平臺的多自由度運動,且動態(tài)性能好、負載/自重比更大,可作為如汽車模擬器、飛行模擬器、地震模擬器、多功能手術(shù)臺、平衡康復(fù)訓練臺等各類以承載能力為主要性能指標之一的動態(tài)平臺的機械本體。為便于分析,以4-Stewart并聯(lián)平臺為本體的新型汽車駕駛訓練裝置為研究對象,對其運動學(包括正反解)、承載力以及工作空間等進行了較為詳細的分析和仿真。首先,對駕駛訓練裝置模型建立多個坐標系,對不同路況下汽車的位姿以及Stewart平臺的狀態(tài)進行了分析,相較于傳統(tǒng)駕駛模擬器能夠?qū)崿F(xiàn)汽車更多的位姿,可以更加真實的模擬汽車行駛時的運動狀態(tài)。根據(jù)空間矢量關(guān)系,求解出了運動學反解方程,并用MATLAB進行了算例仿真,由仿真結(jié)果可知支鏈運動范圍較大以及給出平臺末端姿態(tài)時的24個主動支鏈的輸入量,對于多路況下的位姿描述均可得到相應(yīng)的位置反解結(jié)果。另外,本文采用了雅克比矩陣迭代法解決了位置正解的問題,并在MATLAB中進行了對比仿真驗證。其次,對整體裝置和任一小型Stewart運動平臺進行了受力平衡分析,并對各運動平臺進行力旋量的分析,在力旋量方程的基礎(chǔ)上進行奇異位形的力雅克比矩陣判別,以及承載力的分析,并用MATLAB繪制了承載力空間圖,得出較傳統(tǒng)模擬器負載/自重比更大的優(yōu)點。最后,依據(jù)駕駛訓練裝置的數(shù)學模型以及約束方程,采用邊界點搜索法求解出駕駛裝置的工作空間,繪制出駕駛裝置的位置工作空間和姿態(tài)工作空間的三維圖,便于平臺尺寸的優(yōu)化設(shè)計。
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH122

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