用于調(diào)節(jié)鉆桿垂直的六自由度冗余并聯(lián)裝備的設計分析及控制.pdf

1、由于國內(nèi)陡傾構(gòu)造地區(qū)井斜問題非常普遍，因而研制出能應用于大型深井條件下具有調(diào)整鉆桿垂直鉆井的設備具有重要意義。相比串聯(lián)機構(gòu)而言，并聯(lián)機構(gòu)具有更好的承載能力、剛度、精度等特點，因此，被廣泛應用于運動模擬器、數(shù)控機床、醫(yī)療設備等領域。本文設計了一種由六自由度冗余并聯(lián)機構(gòu)為核心，且用于鉆井作業(yè)中調(diào)節(jié)鉆桿垂直的并聯(lián)調(diào)整裝備，對該六自由度并聯(lián)機構(gòu)在機械結(jié)構(gòu)、運動學、動力學以及控制方面展開分析，主要工作如下:
　　介紹了垂直鉆井調(diào)整裝備的總體

2、布局和調(diào)整方法，建立了六自由度冗余并聯(lián)機構(gòu)的幾何模型，并對該機構(gòu)進行自由度分析、模態(tài)分析、諧響應分析等結(jié)構(gòu)分析，分析結(jié)果驗證了結(jié)構(gòu)設計的合理性。
　　冗余并聯(lián)機構(gòu)的工作空間分析。討論了兩大主要約束因素:各支鏈最大伸縮量和各運動副轉(zhuǎn)角的范圍。同時，采用三維搜索法搜索動平臺的工作空間，為進一步研究機構(gòu)的運動學分析打下基礎。
　　冗余并聯(lián)機構(gòu)的運動學分析?；跈C構(gòu)模型，得到了各支鏈逆解位移、速度、加速度方程的分析公式，以及支鏈與動

3、平臺之間的運動關系表達式。另外，通過Newton-Euler方程和Lagrange方程分別建立該機構(gòu)的動力學方程。最后，通過數(shù)值分析給出運動學數(shù)值算例，為進一步研究冗余并聯(lián)機構(gòu)的動力學提供參考。
　　基于ADAMS對冗余并聯(lián)機構(gòu)模型進行參數(shù)化分析。首先，運用ADAMS軟件對冗余并聯(lián)機構(gòu)進行運動學分析，驗證了運動學分析建模的正確性。其次，以所建立的幾何模型為參考，重點分析了冗余并聯(lián)機構(gòu)的動力學特性，得到了支鏈在給定動平臺位姿下的驅(qū)動