基于随机概率的并联机构运动可靠性分析.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32016年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2016文章编号：1001—2265(2016)03—0041—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．03．011基于随机概率的并联机构运动可靠性分析冰吴任和，张策(1．广东轻工职业技术学院机械工程学院，广州510300；2．天津大学机械工程学院，天津300072)摘要：针对3UPS．PU并联机构进行运动学分析。运用齐次坐标变换理论推导出其运

2、动学逆解方程。在此基础上，对其进行微分变换得到位姿输出误差正解模型。然后应用随机概率模拟该机构在不确定因素下，观测其位姿输出误差的变化情况。基于数理统计和机构的许用精度范围求解该机构的运动可靠度。结果表明，该机构在正常工作的条件下能够运行可靠、平稳。关键词：并联机构；运动学；随机概率；运动可靠性中图分类号：THl12；TG659文献标识码：AKinematicReliabilityAnalysisofParallelMechanismBasedOilRandomProbabilityWURen．he．ZHANGCe(1．Scho

3、olofMechanicalEngineering，GuangdongIndustryTechnicalCollege，Guangzhou510300，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Thekinematicsofthe3．UPS．PUparalle1mechanismwasanalyzedandtheinversekinematicsSO．1utionwasderivedadoptingth

4、ehomogeneouscoordinatetransformationtheory．TheOUtputposeerrormodelwasobtainedwithdifferentialtransformationbasedonpreviouswork．Thenthechangeofthepostureeroronoutr}utwasobservedunderrandomfactors．Themechanismmotionreliabilitywassolvedintermsofthemathematicalstatistics

5、andtheallowablerangeaccuracy．Theresultsshowthatthemechanismcanworkreli．ablyandstablyundernormalworkingconditions．Keywords：parallelmechanism；kinematics；randomprobability；kinematicreliability1并联机构的结构描述0引言运动可靠性是评价并联机构性能的一项重要指标，主要是考核机构在不可控因素下机构精度的变化情况。目前，国内外大多数学者考虑并联机构加工

6、制造和装配存在的公差，驱动构件重复位置精度误差以及外部因素的存在随机性的研究还比较少。夏吉兵，杨强H等人考虑原始输入误差的随机性，对机构系统进行了运动可靠性分析；张义民，ChoiDH4。等人针对不同的平面机构，在假定设计变量和设计参数服从正态分布的前提下，建立了机构的运动精度可靠性分析模型，并对部分设计参数分布概率未知情况下的机构运动精度可靠性图13-UPS／PU并联机构结构简图稳健设计问题进行了初步探索；孙志礼，杨强等利用3-UPS—PU并联机构主要由定平台、动平台、三条ADAMS软件对3．RPS并联机构的运动可靠性进行了分结

7、构完全相同的驱动支链和一条恰约束支链组成。对析并计算得到该机构的运动可靠性。于其中任意一条驱动支链来说，其一端以虎克铰(U本文针对3-UPS—PU并联机构进行运动可靠性研副)与定平台连接，另一端以球副(S副)与动平台连究。在对该机构的运动学位置逆解求解的基础上，对接，中间为移动副(P副)。对于中间的恰约束支链，其其进行微分变换得到位姿输出误差正解模型。然后应底端与定平台固定，顶端以虎克铰与动平台连接，中间用随机概率统计求解机构的运动可靠性。为移动副。其结构简图如图1所示。收稿日期：2015—05—10：修回日期：2015—06—

8、05基金项目：广东省自然科学基金项目(S2013010011882)作者简介：吴任和(1978一)，男，广东增城人，广东轻工职业技术学院讲师，硕士，研究方向为微纳制造、CAD／CAE，(E—mail)wurenhe520@126·42·组合机床与自动化加工技术第