【摘要】：并聯(lián)機構(gòu)由于其具有承載能力強、累積誤差較小等特點而被應用于雷達天線領(lǐng)域。相比于6自由度并聯(lián)機構(gòu),少自由度并聯(lián)機構(gòu)分支及構(gòu)件數(shù)目減少,結(jié)構(gòu)更簡單、制造成本更低,易于保證高可靠性。兼顧考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟性與天線運動的可靠性,少自由度并聯(lián)天線機構(gòu)的研究具有重要意義。不同于常規(guī)固定式雷達天線,車載天線需隨運載車輛移動,且所處工作環(huán)境多為戶外,條件復雜惡劣。車載天線獨特的工況對于天線指向精度的影響不可忽略。因此,本文以通過構(gòu)型優(yōu)選所得的3-RSR(R表示轉(zhuǎn)動副,S表示球副)并聯(lián)車載天線機構(gòu)為研究對象,考慮車載工況,建立機構(gòu)的動力學模型,以機構(gòu)固有頻率最大化為目標,對機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行動態(tài)設計及優(yōu)化,并對其開展虛擬樣機的建模及動力學仿真分析。論文主要研究內(nèi)容如下:針對天線俯仰、方位轉(zhuǎn)動及收藏的工作要求,選取3-RSR、PU-2UPS和3-RPS(P表示移動副,U表示虎克鉸)三種具有兩轉(zhuǎn)動一移動自由度的并聯(lián)機構(gòu)作為天線機構(gòu)備選方案,分別對各機構(gòu)的位置反解、工作空間以及規(guī)定軌跡下的驅(qū)動力矩進行分析,并對其進行機構(gòu)性能的綜合比較�；诶窭嗜辗匠探�3-RSR并聯(lián)天線機構(gòu)在基座固定和基座運動兩種情況下的動力學模型,得到對應情況下機構(gòu)的動力學方程;對機構(gòu)動力學模型進行數(shù)值求解,繪制機構(gòu)在天線規(guī)定運動軌跡下驅(qū)動力矩隨時間變化曲線,并分析了基座運動對車載天線機構(gòu)驅(qū)動力矩的影響。以天線機構(gòu)整體固有頻率最大化為優(yōu)化目標,建立3-RSR天線機構(gòu)優(yōu)化數(shù)學模型,利用遺傳算法對3-RSR并聯(lián)天線機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,并通過優(yōu)化前后機構(gòu)性能的對比驗證優(yōu)化結(jié)果的有效性。建立天線機構(gòu)風載荷、積雪載荷和車體隨機激勵工況數(shù)學模型,結(jié)合3-RSR并聯(lián)天線機構(gòu)的虛擬樣機模型,分別對機構(gòu)在保精度運行和可驅(qū)動運行兩種情況下進行動力學仿真。
【圖文】：

第 1 章 緒 論了一種基于球面并聯(lián)機構(gòu)的新型娛樂裝置。1940 年，Pollard[7]提出了一種空間工業(yè)噴漆并聯(lián)機器人。1962 年，Gough[8]發(fā)明了一種可以進行六自由度運動的并聯(lián)輪胎檢測裝置，如圖 1-2 所示。1965 年，Stewart[9]在機構(gòu)層面對 Gough 提出的機構(gòu)進行了深入的研究，并將其用于航天模擬器裝置，其動平臺由 6 個支鏈支撐并驅(qū)動，可達到任何需要的位姿，后該機構(gòu)被命名為 Stewart 機構(gòu)，如圖 1-3 所示。1978 年，著名機構(gòu)學教授 Hunt[10]首次將六自由度并聯(lián)機構(gòu)應用于機器人手臂，隨后 Maccallion 與 Pham[11]將 Stewart 機構(gòu)用于裝配生產(chǎn)線中，這也標志著并聯(lián)機器人真正意義上的誕生，并從此廣泛地應用于社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。1983 年，Hunt[12]提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度的3-RPS并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)因其獨特的自由度性質(zhì)而引起了廣泛關(guān)注。

第 1 章 緒 論了一種基于球面并聯(lián)機構(gòu)的新型娛樂裝置。1940 年，Pollard[7]提出了一種空間工業(yè)噴漆并聯(lián)機器人。1962 年，Gough[8]發(fā)明了一種可以進行六自由度運動的并聯(lián)輪胎檢測裝置，如圖 1-2 所示。1965 年，Stewart[9]在機構(gòu)層面對 Gough 提出的機構(gòu)進行了深入的研究，并將其用于航天模擬器裝置，其動平臺由 6 個支鏈支撐并驅(qū)動，可達到任何需要的位姿，后該機構(gòu)被命名為 Stewart 機構(gòu)，如圖 1-3 所示。1978 年，著名機構(gòu)學教授 Hunt[10]首次將六自由度并聯(lián)機構(gòu)應用于機器人手臂，隨后 Maccallion 與 Pham[11]將 Stewart 機構(gòu)用于裝配生產(chǎn)線中，這也標志著并聯(lián)機器人真正意義上的誕生，并從此廣泛地應用于社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。1983 年，，Hunt[12]提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度的3-RPS并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)因其獨特的自由度性質(zhì)而引起了廣泛關(guān)注。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH112

【參考文獻】

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1 姚嘉凌;史文庫;陳志勇;孫羽;Saied Taheri;;基于車載導航的半主動懸架路況協(xié)調(diào)控制[J];機械強度;2015年04期

2 陳修龍;孫德才;王清;;基于拉格朗日的冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)剛體動力學建模[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2015年12期

3 牛雪梅;高國琴;劉辛軍;鮑智達;;新型驅(qū)動冗余并聯(lián)機構(gòu)動力學建模及簡化分析[J];機械工程學報;2014年19期

4 段艷賓;賈彥輝;李建軍;陸海坤;;應用于天線座的并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型設計[J];機械制造;2014年08期

5 侯雨雷;段艷賓;竇玉超;姚建濤;金超;李建軍;趙永生;;65m射電望遠鏡天線副面調(diào)整機構(gòu)標定研究[J];中國機械工程;2013年24期

6 王庚祥;劉宏昭;龔春園;原大寧;;考慮關(guān)節(jié)摩擦效應的并聯(lián)機構(gòu)動力學分析[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2013年11期

7 李藝穎;張曼;;淺談動態(tài)分析設計方法[J];科技視界;2013年29期

8 姚建濤;李立建;竇玉超;武國旺;曾達幸;趙永生;;大型射電望遠鏡天線副面調(diào)整機構(gòu)完整剛度模型及微位移分析[J];機械工程學報;2013年21期

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本文編號：2691642