多维力加载装置动力学建模及加载试验

设计了一种基于6-PUS并联机构的多维力加载装置,可对目标施加多维时变载荷。首先,根据向量叠加原理和牛顿迭代法,分别推导了加载装置的运动学逆解与正解。其次,基于旋量理论,推导加载装置的速度和静力雅可比矩阵,建立动平台与各支链的运动学和静力学映射。再次,根据虚功原理,建立加载装置的动力学模型,并且通过对比Adams和MATLAB模型的仿真结果,验证动力学模型的正确性。最后,设计并完成多维力加载试验,验证加载装置的多维力加载能力,为后续的数控机床加载试验提供新的加载手段和理论基础。

基于拆分测量的6-UPS并联机构精度的标定

为提高6-UPS并联机构的运动精度,根据向量叠加原理建立了6-UPS并联机构的运动学逆解模型,采用激光跟踪仪对6-UPS并联机构进行拆分标定实验。应用Spatial Analyzer软件拟合出6-UPS并联机构实际的球铰链旋转中心在静坐标系下的实际坐标值,通过对结构参数的误差补偿,分析了补偿前后的动平台位姿误差。结果表明,沿x、y、z轴的位移误差值平均下降95.66%,转角误差值平均下降87.35%。该拆分标定方法可有效提高机构的运动精度。

3PSS-PU并联机构设计与工作空间分析

为了解决航空发动机短舱零部件装配中普遍存在的装配效率低、装配精度低、装配过程不可控等问题,设计一种在装配过程中与串联机器人相互协同工作的3PSS-PU并联机构。首先,通过机械构型确定机构位置的输入输出关系,建立运动学正反解方程,开展运动学分析;其次,推导机构的雅克比矩阵和质心速度,实现静力学分析;最后,建立结构位移约束,采用蒙特卡洛法研究机构的可达位姿工作空间。对算法进行Matlab编程求解,结果表明:3PSS-PU并联机构的总体可达高度为36 mm,当动平台距离静平台280~290 mm时,翻转角度和倾斜角度范围最大,动平台绕y轴旋转角度■,绕x轴旋转角度■,满足短舱装配的实际应用场景。