【摘要】：并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于其具有承載能力強(qiáng)、累積誤差較小等特點(diǎn)而被應(yīng)用于雷達(dá)天線領(lǐng)域。相比于6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),少自由度并聯(lián)機(jī)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(jì)性與天線運(yùn)動(dòng)的可靠性,少自由度并聯(lián)天線機(jī)構(gòu)的研究具有重要意義。不同于常規(guī)固定式雷達(dá)天線,車載天線需隨運(yùn)載車輛移動(dòng),且所處工作環(huán)境多為戶外,條件復(fù)雜惡劣。車載天線獨(dú)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(dòng)副,S表示球副)并聯(lián)車載天線機(jī)構(gòu)為研究對象,考慮車載工況,建立機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,以機(jī)構(gòu)固有頻率最大化為目標(biāo),對機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及優(yōu)化,并對其開展虛擬樣機(jī)的建模及動(dòng)力學(xué)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(dòng)及收藏的工作要求,選取3-RSR、PU-2UPS和3-RPS(P表示移動(dòng)副,U表示虎克鉸)三種具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為天線機(jī)構(gòu)備選方案,分別對各機(jī)構(gòu)的位置反解、工作空間以及規(guī)定軌跡下的驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行分析,并對其進(jìn)行機(jī)構(gòu)性能的綜合比較�；诶窭嗜辗匠探�3-RSR并聯(lián)天線機(jī)構(gòu)在基座固定和基座運(yùn)動(dòng)兩種情況下的動(dòng)力學(xué)模型,得到對應(yīng)情況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程;對機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值求解,繪制機(jī)構(gòu)在天線規(guī)定運(yùn)動(dòng)軌跡下驅(qū)動(dòng)力矩隨時(shí)間變化曲線,并分析了基座運(yùn)動(dòng)對車載天線機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力矩的影響。以天線機(jī)構(gòu)整體固有頻率最大化為優(yōu)化目標(biāo),建立3-RSR天線機(jī)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,利用遺傳算法對3-RSR并聯(lián)天線機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并通過優(yōu)化前后機(jī)構(gòu)性能的對比驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)果的有效性。建立天線機(jī)構(gòu)風(fēng)載荷、積雪載荷和車體隨機(jī)激勵(lì)工況數(shù)學(xué)模型,結(jié)合3-RSR并聯(lián)天線機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型,分別對機(jī)構(gòu)在保精度運(yùn)行和可驅(qū)動(dòng)運(yùn)行兩種情況下進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。
【圖文】：

第 1 章 緒 論了一種基于球面并聯(lián)機(jī)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(jī)器人。1962 年，Gough[8]發(fā)明了一種可以進(jìn)行六自由度運(yùn)動(dòng)的并聯(lián)輪胎檢測裝置，如圖 1-2 所示。1965 年，Stewart[9]在機(jī)構(gòu)層面對 Gough 提出的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究，并將其用于航天模擬器裝置，其動(dòng)平臺由 6 個(gè)支鏈支撐并驅(qū)動(dòng)，可達(dá)到任何需要的位姿，后該機(jī)構(gòu)被命名為 Stewart 機(jī)構(gòu)，如圖 1-3 所示。1978 年，著名機(jī)構(gòu)學(xué)教授 Hunt[10]首次將六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)器人手臂，隨后 Maccallion 與 Pham[11]將 Stewart 機(jī)構(gòu)用于裝配生產(chǎn)線中，這也標(biāo)志著并聯(lián)機(jī)器人真正意義上的誕生，并從此廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。1983 年，Hunt[12]提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)因其獨(dú)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(jī)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(jī)器人。1962 年，Gough[8]發(fā)明了一種可以進(jìn)行六自由度運(yùn)動(dòng)的并聯(lián)輪胎檢測裝置，如圖 1-2 所示。1965 年，Stewart[9]在機(jī)構(gòu)層面對 Gough 提出的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究，并將其用于航天模擬器裝置，其動(dòng)平臺由 6 個(gè)支鏈支撐并驅(qū)動(dòng)，可達(dá)到任何需要的位姿，后該機(jī)構(gòu)被命名為 Stewart 機(jī)構(gòu)，如圖 1-3 所示。1978 年，著名機(jī)構(gòu)學(xué)教授 Hunt[10]首次將六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)器人手臂，隨后 Maccallion 與 Pham[11]將 Stewart 機(jī)構(gòu)用于裝配生產(chǎn)線中，這也標(biāo)志著并聯(lián)機(jī)器人真正意義上的誕生，并從此廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。1983 年，，Hunt[12]提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)因其獨(dú)特的自由度性質(zhì)而引起了廣泛關(guān)注。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH112

【參考文獻(xiàn)】

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1 姚嘉凌;史文庫;陳志勇;孫羽;Saied Taheri;;基于車載導(dǎo)航的半主動(dòng)懸架路況協(xié)調(diào)控制[J];機(jī)械強(qiáng)度;2015年04期

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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(yuǎn)鏡天線副面調(diào)整機(jī)構(gòu)標(biāo)定研究[J];中國機(jī)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(yīng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2013年11期

7 李藝穎;張曼;;淺談動(dòng)態(tài)分析設(shè)計(jì)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(dá)幸;趙永生;;大型射電望遠(yuǎn)鏡天線副面調(diào)整機(jī)構(gòu)完整剛度模型及微位移分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年21期

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本文編號：2691642