重載冗余驅(qū)動(dòng)三自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-11 05:31
航行在海面上的艦船,會(huì)受到海洋環(huán)境的擾動(dòng)而產(chǎn)生各種不確定的運(yùn)動(dòng),這給艦載直升機(jī)的起降安全帶來了嚴(yán)重的威脅。運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)可以在實(shí)驗(yàn)室或陸地環(huán)境下再現(xiàn)艦船在海面上的多維搖蕩運(yùn)動(dòng),為艦載直升機(jī)的起降提供一個(gè)較為安全的訓(xùn)練環(huán)境,具有重大戰(zhàn)略意義。針對現(xiàn)有全電驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)難于實(shí)現(xiàn)大型、重載的要求,本文開展了重載冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究,主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)艦船運(yùn)動(dòng)參數(shù),制定了模擬臺(tái)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對于現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)構(gòu)難于大型化和承受重載,提出了一種帶有關(guān)節(jié)靜載平衡裝置的冗余驅(qū)動(dòng)三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。對其構(gòu)型和位置進(jìn)行了分析,并通過機(jī)構(gòu)的約束條件搜索出了機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間。其次,基于影響系數(shù)法建立了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,得到機(jī)構(gòu)廣義速度、加速度與主動(dòng)輸入之間的映射關(guān)系。通過評(píng)估機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)雅克比來判別機(jī)構(gòu)的奇異位形,給出了機(jī)構(gòu)的奇異空間。基于虛功原理建立了3-(2-(?)R)S簡化機(jī)構(gòu)的柔度模型,并得到了其方向剛度模型。再次,介紹了基于旋量表示的單剛體動(dòng)力學(xué)牛頓-歐拉公式,得到機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)空間的動(dòng)力學(xué)Hessian矩陣。基于動(dòng)力學(xué)Hessian矩陣,對3-(2-(?)R)S簡化機(jī)構(gòu)3-PRS進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析;通過達(dá)朗...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Cappel研制的Stewart飛行模擬器
.2 運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,是集機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、傳感檢測和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性試驗(yàn)設(shè)備。國內(nèi)外有許多家研發(fā)機(jī)構(gòu)和公司致力發(fā)和生產(chǎn)基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái),將其用于飛機(jī)、車輛、艦船的運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)娛樂項(xiàng)目等。2.1 國外研究現(xiàn)狀上世紀(jì) 60 年代,Stewart 機(jī)構(gòu)被用于飛行模擬器[4],它通過 6 個(gè)驅(qū)動(dòng)協(xié)調(diào)控制擬飛機(jī)的真實(shí)運(yùn)動(dòng),該機(jī)構(gòu)與以往構(gòu)型不同的是動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)軸不再是固定的ppel 于 1967 年最先研制出基于 Stewart 機(jī)構(gòu)的飛行模擬器[5],如圖 1-1 所示。直天這一構(gòu)型仍被大家廣泛采用,歐洲、北美、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。荷elft 大學(xué)下屬的 Simona 研究所研制的飛行模擬器[6]如圖 1-2 所示,它將分支與座安裝位置上移,從而使座艙運(yùn)動(dòng)中心降低,減小了模擬器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
圖 1-3 奔馳公司研制的第一代車輛模擬器 圖目前模擬器基本都采用的是液壓驅(qū)動(dòng)方式機(jī)作為驅(qū)動(dòng)方式的模擬器越來越多。圖 1-5 為駛模擬器 ULTIMATE[11,12],驅(qū)動(dòng)器行程為 500年研制的駕駛模擬器[13],載重達(dá)到了 2.5 噸。繼出現(xiàn)。圖 1-6 為日本豐田公司建造完成的當(dāng)其可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙繞任一水平軸線旋轉(zhuǎn)±25°的傾
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的眼部指標(biāo)與疲勞分級(jí)[J]. 王雪松,李飛虎. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[2]非慣性系下彈性欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模及應(yīng)用[J]. 耿明超,趙鐵石,趙飛,劉曉,苑飛虎. 中國機(jī)械工程. 2014(15)
[3]三自由度驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與試驗(yàn)[J]. 牛雪梅,高國琴,劉辛軍,鮑智達(dá). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
[4]某天線穩(wěn)定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 王昭. 電子機(jī)械工程. 2012(04)
[5]空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)連續(xù)剛度非線性映射[J]. 趙鐵石,趙延治,邊輝,李娜. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(08)
[6]船用搖擺試驗(yàn)臺(tái)建模和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李學(xué)忠,黃守訓(xùn),林其生,胡珂,羅學(xué)惠. 電氣傳動(dòng). 2006(11)
[7]一種自均力冗余驅(qū)動(dòng)接口模塊[J]. 李為民,高峰. 中國機(jī)械工程. 2004(02)
[8]用于航海模擬的六自由度并聯(lián)機(jī)器人的研究[J]. 韓俊偉,姜洪洲. 高技術(shù)通訊. 2001(03)
[9]6自由度船舶運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)[J]. 石德新,萬磊,江世媛,曹正泉,劉悅. 船舶工程. 1997(02)
博士論文
[1]重載并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)構(gòu)型綜合與軌跡規(guī)劃研究[D]. 苑飛虎.燕山大學(xué) 2015
[2]并聯(lián)6-PUS艦載穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉曉.燕山大學(xué) 2014
[3]飛行模擬器動(dòng)感模擬系統(tǒng)逼真度研究[D]. 高健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]電液伺服并聯(lián)六自由度艦船運(yùn)動(dòng)模擬器軌跡跟蹤控制及其應(yīng)用研究[D]. 皮陽軍.浙江大學(xué) 2010
[5]三自由度船舶運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)及其液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D]. 楊軍宏.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[6]并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形的微分幾何理論以及冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究[D]. 吳宇列.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2001
碩士論文
[1]一類折疊式并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能研究[D]. 王唱.燕山大學(xué) 2014
[2]五自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)機(jī)構(gòu)學(xué)研究[D]. 潘秋月.燕山大學(xué) 2013
[3]重載冗余六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李曉成.電子科技大學(xué) 2013
[4]六自由度艦船模擬搖擺平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的分析與研究[D]. 陳曉江.南京理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3335555
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Cappel研制的Stewart飛行模擬器
.2 運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,是集機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、傳感檢測和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性試驗(yàn)設(shè)備。國內(nèi)外有許多家研發(fā)機(jī)構(gòu)和公司致力發(fā)和生產(chǎn)基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái),將其用于飛機(jī)、車輛、艦船的運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)娛樂項(xiàng)目等。2.1 國外研究現(xiàn)狀上世紀(jì) 60 年代,Stewart 機(jī)構(gòu)被用于飛行模擬器[4],它通過 6 個(gè)驅(qū)動(dòng)協(xié)調(diào)控制擬飛機(jī)的真實(shí)運(yùn)動(dòng),該機(jī)構(gòu)與以往構(gòu)型不同的是動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)軸不再是固定的ppel 于 1967 年最先研制出基于 Stewart 機(jī)構(gòu)的飛行模擬器[5],如圖 1-1 所示。直天這一構(gòu)型仍被大家廣泛采用,歐洲、北美、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。荷elft 大學(xué)下屬的 Simona 研究所研制的飛行模擬器[6]如圖 1-2 所示,它將分支與座安裝位置上移,從而使座艙運(yùn)動(dòng)中心降低,減小了模擬器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
圖 1-3 奔馳公司研制的第一代車輛模擬器 圖目前模擬器基本都采用的是液壓驅(qū)動(dòng)方式機(jī)作為驅(qū)動(dòng)方式的模擬器越來越多。圖 1-5 為駛模擬器 ULTIMATE[11,12],驅(qū)動(dòng)器行程為 500年研制的駕駛模擬器[13],載重達(dá)到了 2.5 噸。繼出現(xiàn)。圖 1-6 為日本豐田公司建造完成的當(dāng)其可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)艙繞任一水平軸線旋轉(zhuǎn)±25°的傾
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的眼部指標(biāo)與疲勞分級(jí)[J]. 王雪松,李飛虎. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[2]非慣性系下彈性欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模及應(yīng)用[J]. 耿明超,趙鐵石,趙飛,劉曉,苑飛虎. 中國機(jī)械工程. 2014(15)
[3]三自由度驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與試驗(yàn)[J]. 牛雪梅,高國琴,劉辛軍,鮑智達(dá). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
[4]某天線穩(wěn)定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 王昭. 電子機(jī)械工程. 2012(04)
[5]空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)連續(xù)剛度非線性映射[J]. 趙鐵石,趙延治,邊輝,李娜. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(08)
[6]船用搖擺試驗(yàn)臺(tái)建模和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李學(xué)忠,黃守訓(xùn),林其生,胡珂,羅學(xué)惠. 電氣傳動(dòng). 2006(11)
[7]一種自均力冗余驅(qū)動(dòng)接口模塊[J]. 李為民,高峰. 中國機(jī)械工程. 2004(02)
[8]用于航海模擬的六自由度并聯(lián)機(jī)器人的研究[J]. 韓俊偉,姜洪洲. 高技術(shù)通訊. 2001(03)
[9]6自由度船舶運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)[J]. 石德新,萬磊,江世媛,曹正泉,劉悅. 船舶工程. 1997(02)
博士論文
[1]重載并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)構(gòu)型綜合與軌跡規(guī)劃研究[D]. 苑飛虎.燕山大學(xué) 2015
[2]并聯(lián)6-PUS艦載穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉曉.燕山大學(xué) 2014
[3]飛行模擬器動(dòng)感模擬系統(tǒng)逼真度研究[D]. 高健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]電液伺服并聯(lián)六自由度艦船運(yùn)動(dòng)模擬器軌跡跟蹤控制及其應(yīng)用研究[D]. 皮陽軍.浙江大學(xué) 2010
[5]三自由度船舶運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)及其液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D]. 楊軍宏.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[6]并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形的微分幾何理論以及冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究[D]. 吳宇列.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2001
碩士論文
[1]一類折疊式并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能研究[D]. 王唱.燕山大學(xué) 2014
[2]五自由度并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)機(jī)構(gòu)學(xué)研究[D]. 潘秋月.燕山大學(xué) 2013
[3]重載冗余六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李曉成.電子科技大學(xué) 2013
[4]六自由度艦船模擬搖擺平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的分析與研究[D]. 陳曉江.南京理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3335555
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