基于adams并联机构摇摆台运动学和动力学仿真

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1、第32卷第5期舰船科学技术Vo1．32，No．52010年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay，2010基于ADAMS并联机构摇摆台运动学和动力学仿真卢道华，万展(江苏科技大学机械工程学院，江苏镇江212003)摘要：介绍了一种用于船舶辅机设备陆地性能测试的三自由度并联机构摇摆台。主要模拟特定海况下横摇、纵摇和升沉运动，不但分析了该结构摇摆台的空间结构和空间运动姿态的位置解算，还应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS，建立了虚拟样机模型，给出了一种基于ADAMS的求解并联机构摇摆台运动学和动力学的方法，获得了有关运动学及动力学特性曲线，为船舶

2、辅机摇摆台系统的设计、制造、创新和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。关键词：摇摆台；三自由度并联机构；ADAMS；运动学；动力学中图分类号：TH113．2文献标识码：A文章编号：1672—7649(2010)05—0l19—06DoI：10．3404／j．issn．1672—7649．2010．05．030KinematicsanddynamicssimulationofparallelmechanismmotionplatformbasedonADAMSLUDao—hua，WANZhan(SchoolofMechanicalEngineering，Jiangs

3、uUniversityofScienceandTechnology，Zhen~iang212003，China)Abstract：Akindof3一DOFparallelmechanismmotionplatformappliedforperformancetestofshipauxiliaryfacilityonlandwasintroduced；itmainlysimulatedthemotionofrolling，pitchingandheavinginaparticularoceansituation．Thispapernotonlyanalyzedthes

4、pacestructureandspatialpositionsolutionoftheplatform，butalsousedmechanicdynamicanalysissoftwareADAMStobuildavirtualprototypeoftheplatform，gavethemethodsofthesolvingthekinematicsanddynamicsoftheplatformoftheparallelmechanisms，andgotthekinematicsanddynamicscharacteristicscurve．Thevirtual

5、prototypingmodeloftheparallelmechanismprovidedthetheoreticfoundationandmainparametersforthesystemdesign，production，creationandapplicationinexperiment．Keywords：motionplatform；3一DOFparallelmechanisms；ADAMS；kinematics；dynamics摇、纵摇和升沉3种运动，进而研制船舶辅机开发的0引言通用试验平台。在船用设备开发过程中，一般均需对样机在各种在并联机构摇摆台的

6、研究中，运动学和动力学的海况和航行条件下进行反复多次的实船试验，验证产分析十分重要，是设计的基础和前提。分析过程包括品的有效性和可靠性，给出综合性评价。实船试验需正逆解的计算，一般并联机构的逆解较容易得到，而要花费大量的人力、物力和时间，因此，模拟海上运动正解问题由于其多解性难点，研究人员需要研究算的摇摆台应运而生。法，编制多解程序，工作量很大且易出错。本文在采本文对1种三自由度并联机构摇摆台进行研究用3UPU／PU型并联机构情况下，利用ADAMS软件分析，目的是用该机构模拟船舶在特定的海况下的横实现对特种并联机构摇摆虚拟样机的参数化建模和收稿日期：2009—10—

7、11；修回日期：2009—11—17作者简介：卢道华(1963一)，男，教授，主要从事柔性制造新技术、舰船多Agent技术、机电一体化新产品开发与系统工程及计算机测控技术等方面的研究工作。·120·舰船科学技术第32卷运动学、动力学仿真，在实现上述功能时简便有效，是舶摇摆试验台的并联机构示意图如图1所示。一种值得推广的方法。为了简化对船舶摇摆试验台的分析，可以把2个RRU被动约束支链省去分析，将其约束等效到PU支链l辅机摇摆台结构特点中，这样结构简化成3UPU／PU型并联机构，如图2所示。本文的摇摆台主要是为了对船舶横摇、纵摇和垂荡运动模拟仿真，进而对船舶辅机设