3-RSSS并联机构的静力学分析与实验研究.pdf

第30卷第3期 机械设计 V01．30No．3 OFMACHINEDESIGN Mar． 2013 201 3年3月 JOURNAL 3一RSS／S并联机构的静力学分析与实验研究+ 路光达1，张爱梅2，周静3，崔世刚1，赵丽1 3．河北工业大学机械工程学院，天津300130) 摘要：并联机构一般通过构件矢量法进行静力学分析，文中通过该方法分另q在3一RSS／S并联机构的动平台、曲柄建 立静力学平衡方程，从而得到动平台所受外力矩和3个曲柄所需输出力矩之间的数学关系，得出力雅可比矩阵，作为该 机构力反馈控制的数学模型。通过力反馈控制实验，验证了并联机构的静力学分析模型可以作为低速条件下力控制的 理论基础。 关键词：并联机构；构件矢量法；雅可比矩阵；力反馈 中图分类号：TP24文献标识码：A 文章编号：1001—2354(2013)03—0026—06 并联机构的优点中很重要的一点就是其结构紧 计算机仿真研究了靶定位并联机器人承载能力的主要 凑、刚度高、承载能力大。对并联机构的静力学分析将 影响因素。这些文献通过对并联机构进行静力学分析 对其驱动器的选择与控制有着重要的意义，静力学分 并用来分析运动学、力学特性，并可以进一步作为并联 析是机构分析的必要环节，它是机构运动学分析的延 机构控制的基础。文中所分析3一RSS／S并联机构作 续和动力学分析、刚度分析的基础。并联机构的静力 为并联脚踝康复机器人的本体，由3条R—S—s支 学分析一般通过构件矢量法[1。o来分析。文献[3]中链、上部动平台、底部定平台、和中间的约束轴S链组 通过虚功原理对并联模拟船载炮6维运动平台进行了 成，3个转动副位于定平台上呈正三角形分布，3个与 静力分析。文献[4]中，对气动并联手腕康复操作装 动平台相连的球铰链也呈正三角形分布，带球面副的 置进行了力和力矩的分析并作为控制基础，文献[5] 支链则连接定、动平台的中心。通过构件矢量法的静 中对3一RPSR并联装置的雅可比矩阵进行了推导并力学分析模型可以作为3一RSS／S并联机构的力反馈 用作关节的控制模型，文献[6]对2自由度三支链并控制基础，以该机构作为平台的脚踝并联机器人可以 联装置进行了运动学和静力学分析，文献[7]中通过 提供被动控制、主动控制训练模式，被动训练通过机器 边界元法对并联机构进行了力学模型分析和建模，而 人的位置控制实现，主动控制训练模式通过机器人的 文献[8]中应用传统的拆杆法分析了3自由度球面并力反馈控制实现，文中设计了力反馈实验方案，并对实 联机构的静力学特性，文献[9]中通过静力学分析和 验结果进行了分析。 ofAutomotiveand metIlodwasalsousedtosolvetheJacobianmatrix．andtheobtained 300130，China；2．School Technology，Tianjin of and resultWasusedto thatobtainedvector Transportation，TianjinUniversityTechnologyEducation， re-verify by IronandSteel method．The and verifiedsimulatedresultshowsthatthe Tianjin300222，China；3．HandanGroupCo．， multiply matrixsolutioni