面向车载设备的多维激振平台系统研制

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目面向车载设备的多维激振平台系统研制作者姓名何勇学科专业机械电子工程指导教师赵铁石教授2015年5月中图分类号：TP242.3学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文面向车载设备的多维激振平台系统研制硕士研究生：何勇导师：赵铁石教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalandElectronicEngineeringDEVELOPMENTOFAMULTIDIMENSIONALVIB

2、RATIONTABLEFORON-BOARDEQUIPMENTbyHeYongSupervisor:ProfessorZhaoTieshiYanshanUniversityMay，2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《面向车载设备的多维激振平台系统研制》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书

3、《面向车载设备的多维激振平台系统研制》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要车辆在行驶过程中会产生垂向、横向、纵向、侧倾、俯仰和横

4、摆等多个维度的复合颠簸。为了最大程度的复现这种颠簸运动，给汽车零部件提供更为有效的振动试验环境，本文研制了一种新型少自由度多维激振平台。该激振平台通过机构重构，可以实现两种不同形式的激振，是一种经济实用的振动试验设备。本文首先综合出了几种少自由度并联机构，通过对比分析选定一种可重构的3-P(4S)并联机构作为激振平台的最终构型方案。该机构的特点在于以三个驱动既能实现三维精确平动，又能实现六维耦合随机运动。采用约束螺旋法对3-P(4S)并联机构进行了详细的自由度分析，得到了机构闭环在梯形、三角形、平行四边形不同布置下的自由度性质。接下来对处于两种不同构型下的3-P(4S)机构进

5、行了运动学分析，分别采取了Newton法与拟Newton法对机构进行了位置正、反解求解，求得了三平移构型下机构的位置反解显示表达式和速度雅可比。利用反解搜索法对三平移构型机构进行了工作空间求解，利用正解搜索法对梯形布置构型机构进行了工作空间求解，得到了机构在不同构型下的可达位置空间以及倾角变化范围。然后对多维激振平台工程样机进行了机械本体设计，并根据平台控制要求搭建了一个集控制、信号采集处理、上位机操作于一体的琴台综合控制柜。创新性地将磁力弹簧引进作动器，大大的降低了作动器的工作负载。利用激光干涉仪对作动器的定位精度进行了测量，实验结果表明该作动器的定位精度可达10微米数量级

6、。最后，利用几何法获得了三平移构型下机构的位置正、反解解析表达式，以此为基础建立了机构的误差映射模型。对机构进行了误差源分析，把不可控误差与可控误差分离开来，最终确定需要补偿的误差参数。阐述了基于激光跟踪仪的误差测量原理，利用矢量模具有坐标不变性建立了误差识别模型。进行了平台运动学标定实验，获得了机构标定前后的定位误差变化，论证了前述方法的有效性。关键词：多维激振平台；可重构并联机构；作动器；磁力弹簧；运动学标定-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractIntheprocessofvehiclerunning,thecarembeddeddeviceswillsuffer

7、fromcomplexandcompositepitchinginmultipledimensions,suchasverticalvibration,transversalvibration,longitudinalvibration,rolling,pitch,yaw,etc.Inordertoreproducethisbumpymotionfurthest,offeringthedevicesinstudyaneffectivevibrationtestenvironment,thispaperd