混合型三维减振平台主体机构的运动及动力分析VIP免费

混合型三维减振平台主体机构的运动及动力分析X马履中尹小琴杨启志吴伟光沈惠平(江苏大学智能机器人研究所江苏镇江212013)摘要采用三平移并联机构3-RRC作为三维减振平台主体机构，论文论述采用柔性关节与普通关节混合型的主体机构的结构，对原机构主动副采用常用转动副加扭簧装置外，其余转动副采用簧片结构消除了运动副间隙，提高了减振灵敏度。论文对该机构进行了位置正解、反解分析动力学分析，并讨论了运动学工作空间，动力学工作空间及弹性关节最大允许变形量，动平台的实际工作空间应为上述三者的交集，论文对该机构的整体力平衡进行了讨论，提出了解决整机力平衡的方法。关键词三维减振平台，并联机构，运动学分析，动力学分析，工作空间中f5}类号:TH246Kinematic文献标识码:andDynamicAnalysisofthe3-DOFBasicmechanismforHybridVibrationReductionPlatformMaLvzhongYmXiaoginYangqzhiWuWeiguangShen(IntelligentRobotInstitute,SchoolofMechanicalEngineering,TiangsuUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212013,China)Abstract:The3-DOFvibrationreductionplatformused3-DOFtraslationalparalelmechanism3-RRCasitsbasicmechanism.Thestructureofthehybridbasicmechanismadoptedflexiblejointsandgeneraljoints.Whentherotationaljointisadriver,itmustsetupaswingspring.Otherwise,therotationaljointisreplacedforspringleafinordertoremovethegapofjointsandincreasesensitivity.Theinverseanddirectkinematics,dynamicsanalysisispresented.Thekinematicworkspace,thedynamicworkspace,themaximumdeformationoftheelasticjointarediscussedtoo.Thepracticalworkspaceofthemovingplatformisthemutualpartsofthreeaboveall.Inaddition,themethodofforcebalanceforthehybridvibrationreductionplatformispresented.Keywords:3-DOFvibrationreductionplatform,paralelmechanism,kinematicanalysis,dynamicanalysis,workspace前言传统的有关单自由度的各种典型机械设备的减振理论和方法都比较成熟，诸如金属橡胶减振、气弹簧减振、复合钢板减振等技术。近年来还出现一些新的阻尼减振技术:如粉体阻尼技术，可控电流变、磁流变阻尼技术等。但刘，多维减振的研究还不多见。多维减振的方法据国内外资料检索结果，仅有以下几种:(1)以特殊橡胶或塑料为主体实现多维减振，缺点为易老化，易失去弹性，技术性能指标及寿命有限，性能不稳定。(2)用机械方法实现多自由度减振。如日本藤田悦则，坂本丰，千柄一义在中国申请的专利“救护车用防振架”〔幻，以及坂本丰的日本专利“防振担架床”13，均采用多层(二层或三层)常规单自由度弹性阻尼减振装置，分层各自实现独立方向减振的结构，使结构十分复杂。本文针对三维(三平移)减振平台进行分析研究，采用三平移并联机构作为减振平台的主体机构，从三维减振平台机构的具体结构、运动学及动力学等方面进行分析研究。1.三维减振平台的主体机构结构X国家自然基金项目50375067中国人民解放军军事科学院卫生装备研究所资助项目三维减振平台的主体结构如图la)所示。图la)表示该并联机构由3-RRC组成。其中C副在具体实现时用R.4R平行四边形机构来代替。因此该机构实际由3-RRRP(4R)机构来实现。三条支路都采用相同结构。以第一条支路为例，该机构中某条支路的结构如图lb所示，该支路中除原来主动副A:为通常形式的主动副加上扭簧st外，其余转动副B1,R1,R2,R3,Ra,R，副均采用板簧片(图lb)联接来代替转动副。这种结构的优越性是明显的:首2002015(a)了，一卜--一一图23RRC中第二支路的机构死点及死区分析C3其中Al二yp+T一5，12一(R一x_一O))、尸+对一m2)/2n州考(b)图13RRC减振平台主体并联机构的演化机构先它克服了各转动副的间隙及累加误差，可提高减振平台的灵敏度，其次可有利于各副恢复原来平衡位置状态，有利于减振的衰减。实践及仿真表明这种结构的减振性能优于原全部采用通常转动副的减振效果。机构的初始平衡位置应考虑其运动范围，既要满足减振运动量要求，又要满足机构实际运动工作空间的范围。2.三维减振平台的运动学分析B1,A22+B22一m2)/2n)4l时2+...