基于Kane方程的3UPS／S并联机构动力学研究.pdfVIP

2011年7月 机床与液压 Ju1．2011 第39卷 第 l3期 MACHINETOOL HYDRAULICS VoI_39No．13 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．13．001 基于 Kane方程的3UPS／S并联机构动力学研究 李新友，陈五一，韩先国 (北京航空航天大学机械工程及 自动化学院，北京 100191) 摘要：为了分析3UPS／S并联机构在并联转台中的动力学特性，采用Kane法建立该并联机构的动力学模型。选择一条 具有代表性的运动轨迹，对支链的驱动力以及中央立柱对动平台的约束力进行仿真分析；给出了可以对动力学模型进行简 化的方法，分析模型简化后对驱动力的影响。结果表明：3个支链驱动力的最大值基本相同，中央立柱的约束力中 向约 束力最大，这是因为中央立柱在平衡驱动力的同时，还要对动平台起支撑作用。该研究工作为3UPS／S并联机构支链驱动 系统的选取提供了参考，也为中央立柱的结构参数设计提供了理论依据。 关键词：并联机构；动力学；Kane方程；仿真分析 中图分类号：TH113 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)13—001—5 DynamicsAnalysisofa3UPS／SParallelM echanism BasedonKaneEquations LIXinyou．CHEN Wuyi，HAN Xianguo (SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeijingUniversity ofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China) Abstract：A dynammsmodelof3UPS／Sparallelmechanism wasestablishedbasedonKane’Sequationsinordertoanalyzeitsdy— namiespropertyinpraallelturningtable．Theactuatingforcetobranchchainandconstraintforcetomovingplatform bycentralpillar weresimulatednadanalyzedfromdynamicequationsalongatypicalmovementtrajectory．Themethodforsimplificationofthedynam- icsmodelwasmentionedandtheinfluenceofsimplifiedmodelontheactuatingforceswasanalyzed．Th eresultsshow thatthemaxi- mumsofthreeactuatingforcesofbrnachchainraealmostsame，andtheconstraintforcealongzaxisisthemaximum amongactuating forcesbecausethecentral pillarisneededtobalna cethedrivingforce，aswellassupport themovingplaftomr ．Itprovidestheoretical referencefortheselectionofactuationsystem ofthemechanism andofrstructureparametersdesignofthecentralpillra． Keywords：Parallelmechanism；Dynamics；Kaneequation；Simulationanalysis 并联机床 (ParallelMachineToo1)是 20世纪9O 进行了动力学分析；AlexeiSOKOLOV等 用虚功原 年代中期问世的新型数控加工设备。其具有承载能力 理的方法对3-RPS并联机构进行了动力