發(fā)布時(shí)間：2020-06-30 00:51

【摘要】： 六自由度搖擺臺(tái)本質(zhì)上是并聯(lián)機(jī)構(gòu),基于Stewart平臺(tái)原理,具有承載能力大、剛度高、精度高、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快和累積誤差小等特點(diǎn),已在諸如機(jī)器人、飛行模擬器、新型機(jī)床、大射電望遠(yuǎn)鏡、航空宇航器對(duì)接等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,是近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。為了實(shí)現(xiàn)六自由度搖擺臺(tái)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)仿真和控制,對(duì)六自由度搖擺臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性作全面的了解是很有必要的。本文主要對(duì)搖擺臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析,并運(yùn)用動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)搖擺臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。 首先,建立了搖擺臺(tái)的三維簡化裝配實(shí)體模型,獲得各關(guān)鍵零部件的質(zhì)量、慣量和質(zhì)心點(diǎn)位置等參數(shù),并在多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS中進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,驗(yàn)證了搖擺臺(tái)設(shè)計(jì)方案的正確性。 其次,應(yīng)用矩陣分析和齊次坐標(biāo)變換建立了搖擺臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型,從反運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度分析了搖擺臺(tái)的位置、速度和加速度的反解方程;分析了搖擺臺(tái)的動(dòng)力學(xué)問題,通過對(duì)搖擺臺(tái)的驅(qū)動(dòng)桿進(jìn)行附加力和附加力矩計(jì)算,并利用達(dá)朗貝爾原理和虛功原理,建立了搖擺臺(tái)的動(dòng)力學(xué)方程。 最后,利用ADAMS軟件對(duì)所建立的實(shí)體模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真,通過多次修改模型,分析了上鉸點(diǎn)分布圓和分布角大小變化對(duì)搖擺臺(tái)動(dòng)力學(xué)性能的影響,通過分析對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行了仿真,為搖擺臺(tái)的控制、伺服電機(jī)的選型提供動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH113
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文用，成為機(jī)器人以及醫(yī)療設(shè)備、機(jī)械點(diǎn)之一[6, 7]。泛的 Stewart 平臺(tái)的經(jīng)典機(jī)構(gòu)公認(rèn)由wart 與 Gough 和 Whitehall 等人[8-1 所示。Stewart 平臺(tái)機(jī)構(gòu)包括上、臺(tái)和驅(qū)動(dòng)桿之間使用六個(gè)球鉸連接，六根驅(qū)動(dòng)桿都可以獨(dú)立地自由伸縮。平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)沿空間X、Y、Z軸的平移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)位置和姿態(tài)的變化。

圖 1-2 Dunlop 輪胎測試機(jī) 圖 1-3 Cappel 發(fā)明的飛行模擬器ig.1-2 Tire-testing machine for Dunlop Fig.1-3 Flight simulator invented by C3) 并聯(lián)機(jī)床 并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)鏈極短，剛度大、質(zhì)量輕，切，成本低，能加工復(fù)雜的三維曲面，因此并聯(lián)機(jī)床在 20 世紀(jì) 90 年代內(nèi)外六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展新方向。1994 年美國Giddings & Lew國芝加哥IMTS94 博覽會(huì)上推出VARIAX 虛擬軸機(jī)床，引起廣泛的關(guān) 年在德國漢諾威國際機(jī)床博覽會(huì)(EMO97)和 1999 年巴黎國際機(jī)床博O99)上，德、美、英、日等國都有很多并聯(lián)機(jī)床參展，如圖 1-4，的分別是由Hexel和Mikromat公司提供的基于Stewart平臺(tái)機(jī)構(gòu)的切削[23]。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 溫海營;六自由度坦克駕駛模擬器設(shè)計(jì)優(yōu)化及其軌跡規(guī)劃[D];大連理工大學(xué);2011年

2 李磊;六自由度并聯(lián)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

3 趙軍;6-DOF管道并聯(lián)機(jī)器人及其虛擬樣機(jī)技術(shù)[D];大慶石油學(xué)院;2008年

4 黨田峰;液壓六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)研究[D];浙江大學(xué);2008年

5 黃桓;六自由度并聯(lián)機(jī)器人內(nèi)分泌控制策略的研究[D];東華大學(xué);2009年

6 劉全川;三自由度搖擺臺(tái)方案設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析[D];南京理工大學(xué);2009年

7 劉首偉;基于VRML的Stewart平臺(tái)結(jié)構(gòu)干涉校核研究[D];大連海事大學(xué);2010年

8 王錫銘;6-DOF管內(nèi)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)性能研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

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

本文編號(hào)：2734610