并聯(lián)機(jī)床加工船用螺旋槳復(fù)雜曲面的動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有高速運(yùn)動(dòng)性能和可重構(gòu)設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì),在制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間?；诓⒙?lián)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)床在繼承了其高速性能等優(yōu)勢(shì)的同時(shí),也出現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制困難和誤差控制困難等一系列技術(shù)難題。本文以6-UPS交叉桿并聯(lián)機(jī)床為研究對(duì)象,對(duì)并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)解算、運(yùn)動(dòng)性能分析、含關(guān)節(jié)間隙的動(dòng)力學(xué)以及剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)等方面進(jìn)行深入的研究。
　　首先,介紹了本課題的研究背景,總結(jié)了并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì),論證

2、了將剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析技術(shù)引入到并聯(lián)機(jī)床研究中的必要性與前沿性。
　　其次,采用基于羅德里格斯參數(shù)表示旋轉(zhuǎn)矩陣的方法研究了6-UPS交叉桿型并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解問題,通過分析動(dòng)平臺(tái)位置矢量和姿態(tài)變量之間的關(guān)系,構(gòu)造出只含有羅德里格斯參數(shù)的三元四次方程組,采用牛頓迭代方法完成運(yùn)動(dòng)學(xué)正解解算過程。
　　然后,通過對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)雅克比矩陣的分析,計(jì)算得到了交叉桿機(jī)構(gòu)的奇異性軌跡;以雅克比矩陣條件數(shù)為靈巧性指標(biāo),得到了機(jī)構(gòu)在不同位姿下的

3、靈巧度變化趨勢(shì);應(yīng)用雅克比矩陣特征值對(duì)交叉桿機(jī)構(gòu)的靜剛度進(jìn)行分析,通過與一般Stewart機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者靜剛度系數(shù)隨坐標(biāo)值的變化擁有相近似的變化趨勢(shì),但交叉桿構(gòu)型的單項(xiàng)剛度系數(shù)的中心對(duì)稱性更好,在不同位姿下的剛度性能好于一般Stewart機(jī)構(gòu)。
　　接著,考慮將運(yùn)動(dòng)副間隙引入到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析之中,針對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)球鉸關(guān)節(jié)處的間隙變化規(guī)律,采用L-N連續(xù)接觸理論和改進(jìn)的庫倫摩擦定律描述間隙處的相對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系和接觸模式的動(dòng)力