交叉杆Stewart并联机构静刚度分析和设计-论文.pdf

《交叉杆Stewart并联机构静刚度分析和设计-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年5月机床与液压Mav2014第42卷第9期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．42No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．09．007交叉杆Stewart并联机构静刚度分析和设计赵若愚，方喜峰，张胜文，汪通悦，刘远伟(江苏科技大学机械工程学院，江苏镇江212003)摘要：并联机构应用于数控加工设备时要求具有很高的刚度，交叉杆机构将原有Stewart机构的3对驱动杆交错分布，使得其在运动过程中可以平均分配驱动杆的伸长量。为了验证该型机构的刚度性能，采用罗德里格斯参数方法构建了交叉杆并联机构的雅可比矩阵，推导出该型机构的刚度计

2、算公式，分析了其在不同位置时的最d,l~q度和两个方向的单项刚度，并给出了其在工作空间中的分布规律。通过与传统Stewart构型的对比分析得出交叉杆并联机构的机构特点与设计优势，为这种机构的应用和开发提供了理论依据。关键词：并联机构；静刚度；雅克比矩阵；罗德里格斯参数中图分类号：TG502文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)9—025—4AnalysisofStifnessandDesignforStewartParallelMechanismofCrossRodsZHAORuoyu，FANGXifeng，ZHANGShengwen，WANGTongyue，LIUY

3、uanwei(SchoolofMechanicalEngineeringofJiangsuUniversityofScienceandTechnology，ZhenjiangJiangsu212003，China)Abstract：Thehighstiffnessisrequiredwhentheparallelmechanismisusedinthemachinetoo1．Asthreepairsofactiverodsinthemanipulatorareerossed，whichisdifferentfromtheoriginalStewartmechanism，theleng

4、thofeachrodareaveragedistributed．In、ordertoverifythestiffnessperformanceofthisparallelmechanism，LodriguesparameterswereusedtobuildtheJacobian，andtheex—pressionofstiffnesswasgiven．Theminimumstifnessandsinglestiffnessinseveraldifferentdirectionweredescribed，andthestif-nessdistributionsthroughoutt

5、heentiretaskworkplaceweregiven．Thecharacteristicsandadvantagesareshownthroughtheeompara—tireanalysis，andtheresultsofertheevidenceforthedesignaswellastheuseofthistypeofparallelmechanism．．Keywords：Parallelmechanism；Stiffness；Jacobian；Lodriguesp~ameters6自由度Stewart型并联机构由于兼具承载力强了含有奇异性轨迹的Gough—Stewar

6、t机构的静刚度，与高速轻质的优点，被广泛应用于各种运动模拟设备测定出了一定刚度要求下的机床工作空问。在国内，中，近年来又被应用于数控加工设备的研制之中。为李育文等考虑了并联机床支链与机架的变形，采用了满足数控机床高速重载的需求，以结构刚度、灵巧有限元法分析了6-UPS并联机床的静刚度并进行了实性及奇异性分析为基础的运动性能分析成为了机床设验验证。韩书葵等采用螺旋理论推导出了4自由度计中的一个研究重点”。交叉杆并联机构是平面平台并联机器人的刚度计算公式并进行了分析。王友渔、型Stewart并联机构的改进形式，其动平台采用上下汪满新等在少自由度并联机床的刚度研究上做了大双层结构，6个顶点

7、交叉布置，在牺牲了部分工作空量工作，建立了Tricept、Bicept等机器人的刚度模型。间的前提下，可以在运动过程中平均分配各驱动杆的文中采用罗德里格斯参数构造出机构的雅克比矩伸长量，以达到增强结构刚度的目的。国内外诸多学阵，推导出并联机构一般刚度系数和各单项刚度系数者对机床静刚度作了大量的研究。GOSSELIN等采的关系式，对比分析了交叉杆并联机构及传统Stew．用弹簧单元描述了虚拟铰链的变形，建立了6自由度art机构的最小刚度、最大刚度和单向刚度，显