本文關(guān)鍵詞：一種共軸混聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)性能指標(biāo)分析與仿真

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【摘要】：直升機具有獨特的垂直起降、空中懸停、自轉(zhuǎn)下滑等飛行能力,因此被廣泛應(yīng)用于民用和軍事領(lǐng)域。與傳統(tǒng)單槳直升機相比,三槳葉共軸直升機具有結(jié)構(gòu)緊湊、重心穩(wěn)定、機動性好等優(yōu)點。近些年來,隨著國內(nèi)直升機需求的不斷擴大,三槳葉共軸直升機在小型載人直升機和無人機領(lǐng)域逐漸受到重視,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對共軸混聯(lián)直升機操縱機構(gòu)進行運動學(xué)及性能指標(biāo)研究,為小型三槳葉共軸無人機操縱機構(gòu)尺寸優(yōu)化提供理論依據(jù)。首先,介紹一種少自由度共軸混聯(lián)機構(gòu),該混聯(lián)機構(gòu)是根據(jù)卡莫夫系列三槳葉共軸直升機操縱機構(gòu)原理提出的簡化等效機構(gòu),并以3條SPS支鏈呈120°對稱布置的3SPS+RRS+PS并聯(lián)機構(gòu)取代原機構(gòu)中復(fù)雜的操縱桿從而使操縱機構(gòu)更加容易控制。其次,對共軸混聯(lián)機構(gòu)進行運動學(xué)分析,主要包括對混聯(lián)機構(gòu)自由度分析、位置正解和位置反解、速度、加速度分析。對下操縱機構(gòu)位置方程求導(dǎo)得到機構(gòu)輸入部件速度、加速度。同時分析了下變距機構(gòu)旋轉(zhuǎn)環(huán)姿態(tài)與各運動支鏈、變距鉸之間的位置關(guān)系。再次,利用速度、加速度全域性能指標(biāo)理論對下操縱機構(gòu)進行性能分析,對下操縱機構(gòu)進行尺寸優(yōu)化。使用MATLAB軟件繪制速度、加速度性能與上下平臺尺寸的關(guān)系圖譜。分析由下操縱機構(gòu)與下變距機構(gòu)“動態(tài)式連接”組成的混聯(lián)機構(gòu)速度性能,使用虛設(shè)機構(gòu)法分別建立兩并聯(lián)機構(gòu)一階影響系數(shù)矩陣。繪制混聯(lián)機構(gòu)速度性能與尺寸參數(shù)的關(guān)系圖譜。找出混聯(lián)機構(gòu)速度性能較優(yōu)時的尺寸參數(shù)。最后,使用PRO/E建立混聯(lián)機構(gòu)三維模型,導(dǎo)入ADAMS軟件中對兩組不同尺寸的混聯(lián)機構(gòu)進行速度仿真,通過對比兩組機構(gòu)速度波動情況,驗證了對共軸混聯(lián)機構(gòu)速度性能分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：三槳葉共軸式直升機 少自由度混聯(lián)機構(gòu) 運動學(xué)分析 全域性能指標(biāo) 尺寸優(yōu)化
【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】：2015
【分類號】：V275.1;V227
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題背景及研究目的和意義11-13
• 1.2 直升機操縱機構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 混聯(lián)機構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15
• 1.4 機構(gòu)性能指標(biāo)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 混聯(lián)機構(gòu)模型的建立和自由度分析18-29
• 2.1 三槳葉共軸直升機旋翼系統(tǒng)操縱機構(gòu)工作原理18-19
• 2.2 三槳葉共軸直升機旋翼系統(tǒng)操縱機構(gòu)模型的建立19-20
• 2.3 三槳葉共軸直升機操縱機構(gòu)各部件運動特點及等效機構(gòu)20-22
• 2.4 共軸混聯(lián)機構(gòu)自由度分析22-28
• 2.4.1 下操縱機構(gòu)自由度分析23-26
• 2.4.2 下變距機構(gòu)自由度分析26-27
• 2.4.3 上下自動傾斜器姿態(tài)一致性證明27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 混聯(lián)機構(gòu)位置分析29-43
• 3.1 概述29
• 3.2 下操縱機構(gòu)位置反解29-33
• 3.2.1 下操縱機構(gòu)機構(gòu)描述與坐標(biāo)系建立29-30
• 3.2.2 下操縱機構(gòu)位置反解30-33
• 3.3 下變距機構(gòu)位置正解33-36
• 3.4 基于ADAMS軟件位置仿真36-41
• 3.4.1 ADAMS軟件介紹36-37
• 3.4.2 ADAMS仿真模型的建立37-38
• 3.4.3 ADAMS/VIEW仿真環(huán)境設(shè)置38-39
• 3.4.4 共軸混聯(lián)機構(gòu)ADAMS仿真39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 混聯(lián)機構(gòu)速度和加速度分析43-51
• 4.1 概述43
• 4.2 下操縱機構(gòu)速度和加速度分析43-48
• 4.2.1 下操縱機構(gòu)速度分析43-45
• 4.2.2 下操縱機構(gòu)加速度分析45-47
• 4.2.3 下操縱機構(gòu)Jacobian矩陣及Hessian矩陣MATLAB算法47-48
• 4.3 共軸混聯(lián)機構(gòu)速度和加速度仿真48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-51
• 第5章 混聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)性能分析51-67
• 5.1 概述51
• 5.2 下操縱機構(gòu)性能指標(biāo)分析51-55
• 5.2.1 下操縱機構(gòu)速度全域性能指標(biāo)51-53
• 5.2.2 下操縱機構(gòu)加速度全域性能指標(biāo)53-55
• 5.3 共軸混聯(lián)機構(gòu)速度性能指標(biāo)55-62
• 5.3.1 少自由度并聯(lián)機構(gòu)虛設(shè)機構(gòu)法56-57
• 5.3.2 并聯(lián)機構(gòu)一階影響系數(shù)矩陣57-58
• 5.3.3 下操縱機構(gòu)各支鏈一階影響系數(shù)矩陣58-60
• 5.3.4 下操縱機構(gòu)一階綜合影響系數(shù)矩陣60
• 5.3.5 下變距機構(gòu)各支鏈一階影響系數(shù)矩陣60-61
• 5.3.6 下變距機構(gòu)一階綜合影響系數(shù)矩陣61-62
• 5.4 共軸混聯(lián)機構(gòu)速度性能指標(biāo)62-64
• 5.5 共軸混聯(lián)機構(gòu)速度性能仿真驗證64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果72-73
• 致謝73-74
• 作者簡介74

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本文編號：573055