四自由度全柔顺并联机构刚度分析-论文.pdf

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1、2013年第27卷第1期测试技术学报VoI．27No．12013(总第97期)Cl1豫ALTESTANDTECHN0IGY(SumNo．97)文章编号：1671—7449(2013)01—0079—08四自由度全柔顺并联机构刚度分析朱大昌，李培，崔祥府，严智敏(江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000)摘要：利用动力学方程求出4-CRU型全柔顺并联机构支链的刚度，并用ANSYS软件仿真结果验证此种方法的正确性，为求全柔顺并联机构整体刚度提供了依据；本文基于4-CRU并联机构的运动特性，采用传统柔性并联机构的构成方式设计了具有全柔顺特性的新型4-CRU的

2、全柔顺并联机构；利用动力学方程对全柔顺支链刚度进行计算；采用ANSYS软件建立4-CRU型全柔顺机构支链模型，并对其刚度进行仿真实验对比研究；仿真结果与计算结果基本上一致，验证了分析方法的正确性．关键词：全柔顺并联机构；运动特性；支链刚度；建模仿真中图分类号：TP242文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1671—7449．2013．01．015StiffnessAnalysisfor4一DoFWholeCompliantParallelManipulatorZHUDachang，LIPei，CUIXiangfu，YANZhimin(Scho

3、olofMechanicalandElectricalEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou34100，China)Abstract：Thestiffnessof4一CRUwholecompliantparallelmanipulator’Slimbswascalculatedbyusingdy—namicequation，andthecorrectnesswasverifiedbyANSYSstimulation．Thismethodprovidesevidenceforthe

4、integralstiffnessofwholecompliantparallelmanipulator．Firstly，basedonkineticcharacteristicofthe4一CRUparallelmechanism．a4一CRUwholecompliantparallelmanipulatorwasdesignedbyusingthetraditionaldesignmethodofcompliantparallelmanipulator．Secondly，thestiffnessofthewholecompliantparallelma—

5、nipulatorchainanddynamicequationwereanalyzed．Finally，the4-CRUwholecompliantparallelmanipula—tormodelingwasbuiltbytheANSYSsoftware．Thesimulationresultsandthecalculationresultsarebasicallyconsistent，whichverifiedthecorrectnessoftheanalysismethod．Keywords：wholecompliantparallelmanipul

6、ator；kineticcharacteristic；stiffnessofachain；simulationanal—ysis0引言相对于串联机构，并联机构具有无误差累计、运动惯量小、刚度大、反解较简单等优点，更适合用于开发精密定位平台，如六自由度的Stewart[飞行模拟器平台．由于并联机构各运动副之间装配误差及存在的间隙对末端运动平台运动特性所造成的影响，以柔性铰链代替传统运动副的柔性并联机构被提出．收稿日期：2012—09—25基金项目：国家自然科学基金资助项目(50965007、51105077，51104067)；江西省自然科学基金资助项目(20

7、114BAB206008)作者简介：朱大昌(1973一)，男，副教授，主要从事并联机器人及控制等方面的研究．80测试技术学报2013年第1期该机构利用柔性元件的弹性变形而非刚性元件的相对运动来转换或传递运动、力和能量，是一种具有并联机构运动特性的新型免装配机构_2J．其具有免装配、无间隙、无摩擦及免润滑等诸多优点，将并联机构支链上各运动副及连杆以柔性机构代替．近年来，针对柔性并联机构的研究很多，但大部分研究都只是将并联机构各运动支链的运动副以柔性铰链代替，再用柔性连杆将各个柔性铰链连接在一起形成相对应的柔性支链，从而与运动平台及固定基座一起构成柔性并联机构，

8、即替换法．如杨启志、马履中等设计的一种非对称全柔性3