二維平動并聯(lián)微定位平臺的結構設計與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、以無摩擦無間隙、響應快、結構緊湊、誤差積累小等優(yōu)點而得到重視和應用的全柔性微動并聯(lián)機構因為采用了全柔性關節(jié)代替了傳統(tǒng)的運動副，其設計和分析方法與宏動并聯(lián)機構存在一定的區(qū)別。本文從微動并聯(lián)機構結構設計和性能分析的角度，在柔性運動副的柔度計算、整體機構的運動學與靜力學性能分析、誤差分析與結構參數(shù)優(yōu)化等方面對一種新型二維平動并聯(lián)微定位平臺進行了較為細致和深入的研究。具體內(nèi)容如下：
　　第一，分析了微定位平臺的機構自由度與運動輸出特性，利

2、用偽剛體模型法和微分運動系統(tǒng)分析法的簡化方法建立了機構的位置、速度正反解方程，給出了機構工作空間的形狀，分析了工作空間的面積與結構參數(shù)的關系。
　　第二，利用卡氏第二定理建立了彈性平行板移動副在工作平面內(nèi)的柔度計算公式，分析了各方向柔度系數(shù)隨移動副結構參數(shù)的變化規(guī)律；利用ANSYS軟件建立彈性平行板移動副的有限元模型進行仿真分析，并與傳統(tǒng)柔度計算公式進行了比較，驗證了推導的計算公式具有比較高的計算精度。在此基礎上根據(jù)能量原理和虛功

3、原理分別求出了微定位平臺整體機構的柔度矩陣與靜剛度矩陣，并得出了兩者間的雅可比矩陣映射關系。
　　第三，分別從基于運動學分析的理論模型誤差和基于剛度矩陣的加工誤差兩方面建立了微定位平臺的誤差分析模型，綜合分析了各結構參數(shù)對微定位平臺定位精度的影響，確定了影響定位精度的主要因素。
　　第四，以整體機構的剛度最小和定位精度最高為優(yōu)化目標，建立了多目標優(yōu)化數(shù)學模型，利用遺傳算法對數(shù)學模型進行求解，得到了滿足目標函數(shù)的最優(yōu)結構尺寸。