一种基于Hexaglide并联机构的六自由度风洞模型支撑系统设计优化

风洞实验室内部六自由度支撑系统作为其整体试验机构的关键部分,可实现支撑模型在流场空间中进行位置和姿态的连续变化运动。文中以一种基于Hexaglide并联机构的六自由度支撑系统为研究对象,根据风洞试验中的运动特点与技术指标对支撑系统的构型进行设计,并运用遗传算法(帕累托最优解)对机构的运动算法进行多目标的运动学迭代优化,结果显示其滑块所需的最大驱动速度降低了近23%。同时运用SolidWorks仿真平台对系统进行运动学仿真,仿真结果验证了其算法的有效性,该六自由度支撑系统的设计和优化提供了理论支撑。

双端虎克铰Hexaglide并联机构零姿态工作空间分析

提出基于坐标变换的虎克铰运动范围求解方法,建立了虎克铰两个旋转副转角的约束关系。结合支链双端虎克铰Hexaglide并联机构特点,对虎克铰两旋转副在并联机构任意位姿下的摆角进行了求解,与虎克铰运动范围结合可判别该位姿下虎克铰是否会发生运动干涉。利用运动学逆解,结合虎克铰干涉判别、导轨长度限制、并联机构相邻支链干涉等约束,对零姿态下Hexaglide并联机构的位置工作空间进行了搜索。并与基于球铰的零姿态工作空间进行对比,得出了基于虎克铰安装方式对Hexaglide并联机构工作空间有较大影响的结论。利用CAD软件对基于虎克铰和基于球铰的工作空间进行了数字样机验证,验证了基于虎克铰运动范围的并联机构工作空间计算的正确性。

Hegaglide机构路况仿真器的控制方法

为获得较高的系统跟踪精度,从动力学方程出发,研究了基于Hexaglide机构的路况仿真器的控制方法。建立滑模自适应的力矩辨识,将辨识得到的负载力矩作为系统的力矩前馈控制,并引入电机动力学方程约束速度、加速度的前馈补偿。应用MATLAB软件中的SimMechanics建立路况仿真器的机电耦合系统并进行仿真。结果表明,与传统PI控制方法相比,该控制方法可获得更加精确的位置跟踪精度。