本文提出了一種低成本轉(zhuǎn)動輸入的六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺,此機構(gòu)的特點是運動行程比較大,運動慣性小,可以實現(xiàn)六自由度運動。首先闡述了并聯(lián)機構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀以及結(jié)構(gòu)特點,以6-RUS并聯(lián)調(diào)姿平臺為載體,對該機構(gòu)進(jìn)行了自由度的分析,同時研究了位置反解的具體分析思路,并通過反解算例驗證位置反解的推導(dǎo)正確性。然后對六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺進(jìn)行了工作空間分析,找出了影響并聯(lián)調(diào)姿機構(gòu)工作空間的影響原因,這些因素主要包括:六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺的機構(gòu)桿件長度的大小限制,六自由度并聯(lián)平臺的機構(gòu)運動副轉(zhuǎn)角的限制以及機構(gòu)相鄰兩桿件運動間的干涉的限制等。通過極坐標(biāo)變步長迭代搜索法得到六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺的工作空間圖。緊接著利用拆桿法分析了六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺的靜態(tài)受力狀況,包括靜平臺受力分析、主動桿受力分析、從動桿受力分析和動平臺受力分析,然后基于構(gòu)件矢量法研究了力雅克比矩陣,利用虛功原理求出顯式解。最后對六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺進(jìn)行試驗樣機結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用Solidworks的自帶的建模功能對零件進(jìn)行設(shè)計、關(guān)鍵部件設(shè)計與選擇、裝配方案設(shè)計等一系列工序,最終實現(xiàn)了試驗樣機的虛擬仿真,所設(shè)計的六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺能夠滿足設(shè)計目的。 

【文章來源】：河北科技師范學(xué)院河北省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

stewart平臺示意圖

某個方向的旋轉(zhuǎn)或伸縮運動，進(jìn)而完成了動平臺的移動。一般而言，六自由度并聯(lián)平臺呈現(xiàn)出許多不同類別的上下鉸點分布方式，按照此標(biāo)準(zhǔn)，可以將六自由度并聯(lián)平臺劃分成3-3、6-3以及6-6等結(jié)構(gòu)形式。這里可以將6-6形式的六自由度并聯(lián)平臺的動平臺的鄰近的兩條邊合并成1個點改變成了6-3形式。將6-6形式的六自由度并聯(lián)平臺的定平臺以及動平臺的鄰近兩條邊均合并成1個點改變成了3-3形式。在所有六自由度并聯(lián)平臺之中最為常見的種類就是6-6形式的六自由度并聯(lián)平臺，它的上、下釵點的結(jié)構(gòu)布分布與正六邊形很是相似。如下圖1-2形象的展示出了6-6形式的六自由度并聯(lián)平臺的結(jié)構(gòu)簡圖。并聯(lián)平臺應(yīng)用范圍很廣，比如六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺可以廣泛應(yīng)用到航空飛行模擬器當(dāng)中[18]。有全球知名生產(chǎn)公司CAE公司所制造的航空飛行模擬器為代表，以及荷蘭Delft大學(xué)自主開發(fā)制造的航空飛行模擬器[19]。另外，六自由度并聯(lián)機構(gòu)在數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計中的使用越來越多[20]，標(biāo)志著裝備制造業(yè)有了更新的挑戰(zhàn)。并聯(lián)機床較之于傳統(tǒng)機床擁有著無與倫比的優(yōu)點，比如更為強大的負(fù)載能力、更為微小的累積誤差，同時還具備了傳統(tǒng)機床本身所具有的一切優(yōu)點，這樣，也就大大增強了機床的加工和安裝能力。在并聯(lián)機床中，最為出名的要數(shù)Hexel公司所生產(chǎn)和銷售的多用途并聯(lián)機床，這種機床結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用了六自由度并聯(lián)平臺。在裝備制造業(yè)越來越頻繁的看到并聯(lián)機床的身影，2004年EXECON公司開發(fā)研制了新型的并聯(lián)機床，當(dāng)時銷售訂單量劇增，如圖1-3所示的燕子翻飛的EXECON并聯(lián)機床。六自由度并聯(lián)平臺不僅在宏觀領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和使用，也在微觀領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮著它獨特的優(yōu)勢和重要的作用，比如在醫(yī)療器械、電子器件、航天航空圖1-26-6結(jié)構(gòu)的六自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺的結(jié)構(gòu)簡圖

RUS搖擺臺Fig.1-4RUSRockingTable

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]六自由度并聯(lián)平臺多軸運動控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 馬光,周萬勇,汪杰,丁澤超,冀洪崇.  機床與液壓. 2020(05)
[2]5自由度4-SPRR-SPR并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)與工作空間分析[J]. 郭強,崔國華,張帆,魚海東,程禛溢.  機械傳動. 2019(12)
[3]基于有限元和虛擬樣機的增程器混合模型設(shè)計[J]. 吳強.  武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2019(04)
[4]六自由度直升機運動模擬器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法研究[J]. 朱城輝.  中國設(shè)備工程. 2019(18)
[5]高帶寬兩自由度并聯(lián)柔順精密定位平臺的優(yōu)化設(shè)計與實驗[J]. 林盛隆,張憲民,朱本亮.  光學(xué)精密工程. 2019(08)
[6]多自由度并聯(lián)平臺在科普展項中的應(yīng)用[J]. 路輝.  機電信息. 2019(18)
[7]3UPS-RPR并聯(lián)機構(gòu)的靜力學(xué)分析[J]. 馮志友,倪迎真,贠今天.  天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[8]基于六自由度運動平臺的潛艇模擬器的研究與仿真[J]. 陳雪麗,張成義.  艦船科學(xué)技術(shù). 2018(20)
[9]應(yīng)用于飛機裝配的并聯(lián)機構(gòu)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 潘國威,陳文亮,王珉.  航空學(xué)報. 2019(01)
[10]六索飛機自動褪噴漆并聯(lián)機構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化[J]. 劉積彧.  濱州學(xué)院學(xué)報. 2018(04)

博士論文
[1]液壓四足機器人力平衡控制研究[D]. 邵璇.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]機器人腿部液壓驅(qū)動系統(tǒng)主動柔順復(fù)合控制研究[D]. 巴凱先.燕山大學(xué) 2018
[3]六自由度電動運動平臺精度分析補償及控制策略研究[D]. 孫文利.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[4]直線超聲電機驅(qū)動的平面3-PRR并聯(lián)平臺視覺精密定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周麗平.南京航空航天大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于六自由度并聯(lián)機器人的運動模擬器設(shè)計[D]. 楊壯.西安理工大學(xué) 2019
[2]電驅(qū)動小型六自由度并聯(lián)平臺運動控制研究[D]. 潘光緒.東北石油大學(xué) 2019
[3]復(fù)合式六自由度平臺的機械設(shè)計與研究[D]. 武慶余.中國民航大學(xué) 2019
[4]飛行模擬器Stewart平臺的設(shè)計及運動控制策略的研究[D]. 方旭光.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[5]6-SPS并聯(lián)機器人運動仿真與控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 武洋.江蘇理工學(xué)院 2018
[6]基于Stewart結(jié)構(gòu)的六自由度并聯(lián)穩(wěn)定平臺技術(shù)研究[D]. 高建峰.山東大學(xué) 2018
[7]6UPS并聯(lián)機構(gòu)尺寸優(yōu)化與動力學(xué)模型研究[D]. 劉天旭.燕山大學(xué) 2018
[8]六自由度冗余并聯(lián)機構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化及解耦控制研究[D]. 王鵬.電子科技大學(xué) 2018
[9]幾種空間耦合機構(gòu)的構(gòu)型綜合與運動學(xué)分析[D]. 張雙.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[10]六自由度賽車游戲模擬器控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 袁能.湖南大學(xué) 2017



本文編號：3617283