三自由度搖擺臺是一種典型的機電一體化復(fù)雜產(chǎn)品,作為一種空間運動機械,被廣泛用來模擬艦船、車輛、飛行器的運動姿態(tài)等。本文利用虛擬樣機技術(shù)對三自由度搖擺臺進行動力學(xué)設(shè)計與分析,主要研究內(nèi)容包括: 依據(jù)系統(tǒng)總體的性能要求,對三自由度搖擺臺的總體方案進行了設(shè)計,包括搖擺臺的總體構(gòu)成、機械本體方案設(shè)計、驅(qū)動方案設(shè)計、控制方案設(shè)計等。利用參數(shù)化設(shè)計軟件Pro/E建立了搖擺臺的三維實體模型,獲得關(guān)鍵零部件的質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動慣量等設(shè)計參數(shù)。 基于虛擬樣機軟件ADAMS建立了三自由度搖擺臺多剛體系統(tǒng)動力學(xué)模型,通過定義約束、載荷和仿真策略,對搖擺臺的動力學(xué)特性進行了仿真,獲得了搖擺臺的運動和受力規(guī)律。 建立了搖擺臺結(jié)構(gòu)參數(shù)影響動態(tài)特性的靈敏度分析模型,重點研究了上、下鉸接點分布圓的半徑、電動缸布置尺寸、結(jié)構(gòu)間隙等對搖擺臺性能的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上建立了以搖擺臺驅(qū)動功率為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型,對分布圓半徑等結(jié)構(gòu)參量進行了尋優(yōu)計算,為搖擺臺總體方案的優(yōu)化匹配提供了參考依據(jù)。 研究了搖擺臺的姿態(tài)控制問題。對伺服電機、機械傳動、負載等環(huán)節(jié)的控制建模技術(shù)進行了研究,利用系統(tǒng)建模軟件AMESim建立了搖擺臺位置系統(tǒng)串級復(fù)合控制模型。利用ADAMS軟件的Control模塊將搖擺臺多體系統(tǒng)動力學(xué)模型與AMESim環(huán)境下的控制模型通過控制變量有機地連接起來,實現(xiàn)了搖擺臺的機電動態(tài)特性聯(lián)合仿真,仿真結(jié)果表明了控制方法的有效性和聯(lián)合仿真的實用性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

圖1.2.2黃真等研制的并聯(lián)樣機圖1.2.3V閣MTI并聯(lián)機床2000年，國防科技大學(xué)和香港科技大學(xué)聯(lián)合研制銀河六自由度并聯(lián)機床:東北大學(xué)和大連鋼鐵集團有限公司合作制造出國產(chǎn)第一臺3一PTT型水平滑塊式三桿并聯(lián)機床;北京理工大學(xué)制造了六自由度BKX一I變軸并聯(lián)機床:河北工業(yè)大學(xué)也研制了五自由度五軸并聯(lián)加工中心。2001年6月清華大學(xué)與昆明機場股份有限公司共同研制的‘‘XNZ63”并聯(lián)機床，其綜合指標(biāo)達到國際先進水平。隨著六自由度并聯(lián)機器人相關(guān)技術(shù)研究的日趨成熟，由于受鉸鏈約束、支鏈干涉、奇異行為等因素的影響，致使6自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)存在動平臺實現(xiàn)姿態(tài)能力差、工作空間小的固有缺陷，少自由度并聯(lián)機器人逐漸引起國際學(xué)者們的關(guān)注[6，刀。少自由度并聯(lián)機器人一般指自由度數(shù)目為2、3、4或5的并聯(lián)機器人。這類并聯(lián)機器人驅(qū)動元件少，機構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，制造費用低，具有較高的實用價值和良好的應(yīng)用前景。這類機器人可以應(yīng)用到不需要6個自由度的場合。澳大利亞的Huni被公認為少自由度并聯(lián)機構(gòu)研究的先驅(qū)者。1983年，他應(yīng)用空間機構(gòu)自由度計算準(zhǔn)則及Ball的螺旋理論，給出了一張并聯(lián)機構(gòu)的機型列表，列

圖1.2.2黃真等研制的并聯(lián)樣機圖1.2.3V閣MTI并聯(lián)機床2000年，國防科技大學(xué)和香港科技大學(xué)聯(lián)合研制銀河六自由度并聯(lián)機床:東北大學(xué)和大連鋼鐵集團有限公司合作制造出國產(chǎn)第一臺3一PTT型水平滑塊式三桿并聯(lián)機床;北京理工大學(xué)制造了六自由度BKX一I變軸并聯(lián)機床:河北工業(yè)大學(xué)也研制了五自由度五軸并聯(lián)加工中心。2001年6月清華大學(xué)與昆明機場股份有限公司共同研制的‘‘XNZ63”并聯(lián)機床，其綜合指標(biāo)達到國際先進水平。隨著六自由度并聯(lián)機器人相關(guān)技術(shù)研究的日趨成熟，由于受鉸鏈約束、支鏈干涉、奇異行為等因素的影響，致使6自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)存在動平臺實現(xiàn)姿態(tài)能力差、工作空間小的固有缺陷，少自由度并聯(lián)機器人逐漸引起國際學(xué)者們的關(guān)注[6，刀。少自由度并聯(lián)機器人一般指自由度數(shù)目為2、3、4或5的并聯(lián)機器人。這類并聯(lián)機器人驅(qū)動元件少，機構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，制造費用低，具有較高的實用價值和良好的應(yīng)用前景。這類機器人可以應(yīng)用到不需要6個自由度的場合。澳大利亞的Huni被公認為少自由度并聯(lián)機構(gòu)研究的先驅(qū)者。1983年，他應(yīng)用空間機構(gòu)自由度計算準(zhǔn)則及Ball的螺旋理論，給出了一張并聯(lián)機構(gòu)的機型列表，列

大量的仿真時間，也可以保證ADAMS的仿真分析過程能夠順利進行。根據(jù)第二章中的方案設(shè)計，在Pro甩中設(shè)計完成三自由度搖擺試驗臺的簡易三維實體模型。圖3.2.1是電動缸的簡易模型。圖3.2.2是搖擺臺裝配模型。圖3.2.1電動缸簡易模型圖3.2.2三自由度搖擺試驗臺的實體簡易模型在搖擺臺三維實體模型完成設(shè)計和裝配后，需要對其進行質(zhì)量檢查、間隙檢查及干涉檢查。質(zhì)量檢查可以求出系統(tǒng)的整體質(zhì)量，并能求出每一個部件的質(zhì)量，

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李躍;;三自由度轉(zhuǎn)臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年17期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王緒通;懸臂梁時變系統(tǒng)設(shè)計及虛擬實驗研究[D];南京理工大學(xué);2011年

2 龐逢祥;22MN快鍛液壓機機液系統(tǒng)聯(lián)合仿真及試驗研究[D];燕山大學(xué);2011年

3 宋強;三自由度轉(zhuǎn)臺控制規(guī)律研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

本文編號：2822569