基于ANSYS的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、當(dāng)代中國正處在一個高速發(fā)展的黃金階段，航天航空事業(yè)的發(fā)展始終是中國發(fā)展過程中的一個重要的環(huán)節(jié)。本文在上一代新型前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的基礎(chǔ)上，優(yōu)化并設(shè)計了新一代的新型前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅?？臻g機構(gòu)的分析和設(shè)計與平面機構(gòu)的分析和設(shè)計相比，有著難以使用試湊法或作圖法來設(shè)計機構(gòu)的困難。空間機構(gòu)的設(shè)計多需要使用余弦矩陣法和四元素法這類需要復(fù)雜計算的方法進行設(shè)計，設(shè)計難度較大。
　　本文主要針對空間機構(gòu)進行設(shè)計與優(yōu)化方面的研究，結(jié)合球面RRRR機構(gòu)的運動特點

2、，運用UG軟件對空間機構(gòu)進行設(shè)計仿真和分析。將其中的部分搖桿改為機架，使機構(gòu)的運動狀態(tài)可以滿足前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的運動要求。又驗證了該機構(gòu)只有一個自由度，這樣這套訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅就可以在單一的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下，使機構(gòu)實現(xiàn)復(fù)雜的三維復(fù)合旋轉(zhuǎn)。又通過對ANSYS這種大型有限元軟件的學(xué)習(xí)，通過對兩種桿件的有限元網(wǎng)格劃分，對前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅機構(gòu)進行優(yōu)化。
　　本文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，采用傳統(tǒng)的運動分析方法分析和討論了空間4R機構(gòu)的運動特點，同時結(jié)合

3、最新的自由度分析方法進行了空間機構(gòu)自由度的討論，驗證了該機構(gòu)的單一自由度，驗證了該機構(gòu)作為由單一人力驅(qū)動的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的可行性。
　　其次，對傳統(tǒng)RRRR機構(gòu)的布局進行學(xué)習(xí)，所提出的新型前庭功能訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的機械結(jié)構(gòu)進行了討論，在運用UG仿真作為基礎(chǔ)的情況下，得出改進后的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的主要桿件的受力情況
　　然后，通過對上一代設(shè)計的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的實物模型進行實驗，找到上一代前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅的兩大重要缺陷。針對扁鋼作為桿件的重要缺陷，

4、對其進行進一步討論。
　　最后，在基于ANSYS該大型有限元軟件學(xué)習(xí)的前提下，通過對比扁鋼和圓管鋼兩種鋼材的網(wǎng)格劃分情況，又考慮到空間機構(gòu)在運動中受力方向在空間上進行復(fù)雜的變化，得出機構(gòu)的優(yōu)化結(jié)果。
　　本文中的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅是在空間RRRR機構(gòu)的基礎(chǔ)上進行設(shè)計，對比傳統(tǒng)的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅，該優(yōu)化后的前庭訓(xùn)練轉(zhuǎn)椅有能夠在單一驅(qū)動的前提下同時進行三軸旋轉(zhuǎn)和平移的優(yōu)勢。又結(jié)合UG對機構(gòu)運動中的變化力的記錄，以及ANSYS對不同構(gòu)件的網(wǎng)