解耦3-RRR球面机构的发射平台设计与研究

发布时间：2023-06-03 15:51

　　球面机构因其诸多优点得到广泛应用,本文以解耦3-RRR球面并联机构的发射平台作为研究对象,进行了理论研究与分析。依据发射平台的功能要求,对球面机构进行了构型设计,根据结构特点建立坐标系定义结构参数。运用球面解析方法,对机构的位置正反解进行了推导,建立一阶影响系数矩阵,并得到输入与输出关系图。第三条支链上增加球面曲柄-球面滑块机构用以增大最大回转角,设计卸载结构用以改善支链构件承受力矩,然后根据机构干涉理论,采用分层装配法在Pro/E中建立发射平台虚拟样机。最后,建立机构单支链传动动力学模型,推导了机构的负载转矩与等效转动惯量公式,求得单支链系统的传递函数,并对单支链系统稳定性和误差进行了分析。定义发射平台的动静态承载特性,分析了静态承载特性在空间的分布、动平台绕三坐标转动的动态承载性能以及结构参数对承载特性的影响。最后根据小位移积分叠加原理,建立了机构的刚度矩阵,分析了角位移刚度在空间分布,为机构进一步完善提供一定的理论依据。

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 并联机构的发展与分类
        1.2.1 并联机构的发展
        1.2.2 并联机构的分类
    1.3 球面并联机构的发展与研究
        1.3.1 球面机构的研究
        1.3.2 球面机构的应用
        1.3.3 球面机构的单支链传动控制分析
    1.4 该论文主要研究内容
2 确定解耦球面机构的构型
    2.1 引言
    2.2 球面机构的构型
        2.2.1 球面机构解耦理论与条件
        2.2.2 球面机构总体构型设计
    2.3 球面机构自由度确定
    2.4 机构坐标系建立与参数定义
    2.5 本章小结
3 球面机构的运动分析
    3.1 引言
    3.2 机构位置反解
        3.2.1 求解各转轴方向余弦
        3.2.2 位置反解
    3.3 机构位置正解
        3.3.1 动平台各转轴方向余弦求解
        3.3.2 位置正解
        3.3.3 位置正解算例
    3.4 机构速度分析
        3.4.1 角速度分析
        3.4.2 角加速度分析
        3.4.3 机构速度实例分析
    3.5 本章小结
4 样机结构设计和传动动力学分析
    4.1 引言
    4.2 确定球面机构结构参数
    4.3 机构模型重要结构设计
        4.3.1 球面连杆-球面滑块机构
        4.3.2 机构卸载结构设计
        4.3.3 机构的干涉检验
    4.4 球面机构整体样机模型
    4.5 支链传动动力学分析
        4.5.1 负载转矩与等效转动惯量
        4.5.2 单支链的控制模型建立和分析
        4.5.3 支链控制系统的稳定性分析
    4.6 本章小结
5 球面并联机构发射动力学性能分析
    5.1 引言
    5.2 球面机构承载特性
        5.2.1 动态承载能力
    5.3 机构承载能力仿真分析
    5.4 承载能力性能指标分析
        5.4.1 承载能力性能指标空间分布
        5.4.2 承载性能指标的影响因素分析
    5.5 发射过程分析
        5.5.1 动平台角位移与线位移
        5.5.2 机构刚度矩阵建立
        5.5.3 支链构件作用力和机构角刚度分布
    5.6 本章小结
6 总结与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3829592