繩牽引并聯(lián)機構若干問題的理論分析及其船模拖曳應用研究.pdf

1、本文對繩牽引并聯(lián)機構研究現(xiàn)狀的成果和存在不足進行分析的基礎上，以拖曳水池中船模支撐和阻力測試采用繩牽引并聯(lián)機構作為研究目的，對繩牽引并聯(lián)機構的自由度、構型和位姿正解、工作空間、機構剛度、機構靈敏度五個方面進行理論分析和數(shù)值計算。
　　基于旋量互易理論對空間繩并聯(lián)機構末端執(zhí)行器的自由度進行了系統(tǒng)的研究，通過運動旋量求出互易旋量系的約束空間，應用提出的公式計算繩牽引并聯(lián)機構末端執(zhí)行器的自由度。對繩牽引并聯(lián)機構的基本組成單元定義符合后，

2、通過構型圖譜將不同末端執(zhí)行器的機構進行分類和歸納。在繩牽引并聯(lián)機構的位姿求解中，通過線性消元，得到六個僅含三個變量的4次方程組，采用Groebner基法對4次方程組進行數(shù)值計算，得到正解的解算。
　　在結(jié)構矩陣的基礎上對矢量力封閉、多項式和拉力優(yōu)化的工作空間的約束條件進行了分析，針對前兩種種拉力變化不連續(xù)甚至發(fā)生突變的情況，提出了拉力優(yōu)化算法，也成為控制算法中的重要拉力分配方法。并用體積系數(shù)評價末端執(zhí)行器的定姿態(tài)工作空間、體積力系

3、數(shù)來衡量方位工作空間。
　　建立了繩牽引并聯(lián)機構的完整剛度模型，通過旋量矩陣的參數(shù)化分析，改變旋量矩陣中的參數(shù)提高某個方向的剛度。運動軌跡下，加速度、角加速度和非線性哥氏離心力矩對動態(tài)剛度的影響是通過影響繩索拉力值的變化來體現(xiàn)，剛度變化非常明顯。
　　基于旋量矩陣的動力學方程，建立了拉力變化與靈敏度系數(shù)的分析流程圖。通過參數(shù)化分析通用性繩牽引并聯(lián)機構的平均靈敏度系數(shù)，得到了最佳比例系數(shù)。對一代WPDSS-8繩牽引并聯(lián)機構，通