一种无传统防扭力臂的直升机旋翼操纵机构位置解分析

直升机旋翼操纵机构是一种比较复杂的混联机构,此类混联机构的整机精准运动学全解研究尤为重要。提出一种新型的旋翼操纵机构,该机构采用一种2SPS+RPU+PS机构作为并联驱动模块,从而省去了传统机构中的防扭力臂,以该机构为例给出了此类旋翼操纵机构的位置解全解。首先,分析了旋翼操纵机构约束力/矩,计算了其自由度。其次,通过理清机构中的几何和尺寸约束关系,得到了机构的约束方程。通过约束方程建立起桨距角和旋转倾斜盘位姿参数的耦合关系,结合Sylvester消元法得到了求解旋转倾斜盘位姿的解析模型,进而得到整体机构的运动学反解。再次,采用消元法求解了2SPS+RPU+PS机构的位置正解封闭解,通过上层机构的运动传递关系,得到了三个桨距角的表达式,从而完成了整体机构正解分析。最后,给出机构在一般位形下的位置解算例,实现了旋翼操纵机构的位置正反解精准求解。该研究为旋翼操纵机构的位置解研究提供了参考。