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由于并联机构结构的闭环特点使得其在刚度、累计误差等方面有着串联机构无可比拟的优势,因此在飞行模拟器、微操作器以及并联机床等领域广泛应用,尤其是在并联机床的应用,能够弥补传统机床和数控机床在多轴联动以及在复杂曲面等零部件加工场合的不足。 本文提出了一种应用于并联机床的两转一移的3-UPRP并联机构。首先对并联机床的主体结构3-UPRP并联机构的构型进行了详细的介绍,通过旋量理论和修正自由度公式进行了自由度的分析,采取闭环矢量法对并联机构的位置问题进行了求解。对并联机构的工作空间进行了分析,通过将连接动平台的移动副布置在不同平面的办法,增大了并联机构的工作空间。对并联机构的三个驱动副进行最大值和最小值进行排列组合,通过仿真分析得到了并联机构动平台顶点的工作边界并且得到了并联机构在工作边界下的速度以及加速度曲线图。 利用矢量法和拆杆法对并联机构的静力学进行了研究,根据静力平衡公式得到机构各个运动副的受力情况。设定机构各个杆件的质量足够小,同时令机构运动速度很小,即在忽略机构各个构件惯性力的前提下对机构的静力学进行仿真分析。在静刚度方面依据柔度与刚度的关系,分析了并联机构支链中的各个杆件的柔度矩阵,通过坐标变换矩阵的方法求得了并联机构整体的刚度矩阵。通过有限元软件ANSYS Workbench对并联机构的刚度特性进行了仿真分析。 最后采用拉格朗日方程对并联机构的动力学进行了研究,通过虚设机构法对并联机构的一阶影响系数进行了求解,得到了并联机构的动力学模型,利用动力学软件ADAMS进行了仿真分析,发现本文提出的3-UPRP新型并联机构应用于机床时具有很好的加工性能,同时对并联机构的优化以及控制等均能够提供一定的指导意义。