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3-RPC并联机构的动力学性能指标分析与仿真

岳扩明  
【摘要】: 本课题针对两个少自由度并联机构进行了运动学性能和动力学性能方面的实例分析,这两个机构分别为:平面三自由度并联对称机构3RPC;具有四角平台的3-RPC机构。在具体研究每一个机构的过程中: 首先利用位置反解分析3-RPC并联机构的空间位形,然后利用虚设机构法求出机构的影响系数矩阵,采用影响系数法和微分法分别求出机构的输入速度和输入加速度的仿真曲线,验证了影响系数矩阵的正确性。 其次对全新的3-RPC 3自由度并联机构进行速度、加速度和惯性力性能指标分析,在充分考虑机构尺寸,粗细,以及质量的情况下,给出三项指标的性能图谱。改变机构尺寸,搜索3-RPC并联机构在不同机构尺寸下的工作空间,在可达工作空间内讨论机构尺寸变化对机构性能的影响,重点讨论Jacobian矩阵和Hessian矩阵对机构加速度性能的影响程度。 最后利用OpenGL软件对机构进行模型仿真,找出在一组尺寸各不相同的机构中性能较优的机构,从而为机构设计提供理论依据。 本课题在对两个机构进行分析的过程中,实现了二阶影响系数矩阵的计算,并对机构动力学性能进行初步分析。它不仅对机构尺寸设计具有一定的借鉴意义,同时也将为后续的少自由度并联机构的性能研究起到铺垫作用。


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