宏微混合驱动的3-RPR并联机构虚拟样机研究.pdf

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1、2015年第5期液压与气动63doi：10．11832／j．issn．1000—4858．2015．05．013宏微混合驱动的3-RPR并联机构虚拟样机研究许有熊。顾人杰，曹宁，朱松青(1．南京工程学院自动化学院，江苏南京211167；2．南京工程学院机械工程学院，江苏南京211167)摘要：为解决大行程运动系统的高精度定位问题，结合液压伺服技术与压电技术独特的优点并应用到并联机构中，提出了一种基于电液一压电混合伺服驱动的3一RPR并联机构，并基于接口的多领域协同仿真方法研究其虚拟样机。其中，采用ADAMS软件建立其机械模块、采用AMESim软件建立其液压

2、系统及压电驱动系统模块、采用MATLAB软件建立其控制模块。通过联合仿真，分析了其动态特性，为实际物理样机设计和参数优化提供理论依据。关键词：电液；压电；混合驱动；并联机构；虚拟样机中图分类号：TH137；TK414文献标志码：B文章编号：1000-4858(2015)05-0063-05VirtualPrototypeofMacro--micro--hybridDriven3-RPRParallelMechanismXUYou．xiong，GURen-jie，CAONing，ZHUSong．qing(1．SchoolofAutomation，Nanjin

3、gInstituteofTechnology，Nanjing，Jiangsu211167；2．SchoolofMechanicalEngineering，NamingInstituteofTechnology，Nanjing，Jiangsu211167)Abstract：Inordertosolvetheproblemofhigh—precisionpositioninginthelargestrokemotionsystem，withtheU-niqueadvantagesoftheelectrohydraulicservodriveandthepiez

4、oelectricprecisiondrive，anovelmacro—micro3一RPRparallelmechanismbasedontheelectrohydraulic-piezoelectrichybridservoispresented．Onthisbasis，itsvirtualprototypeisresearchedbasedonthemulti—domainCO—simulationmethod，inwhichitsmechanicalmoduleisestablishedbythesoftwareADAMSanditsdrivemo

5、duleofhydraulicandpiezoelectricsystembythesoftwareAMESimanditscontrolmodulebysoftwareMATLAB．ThedynamiccharacteristicsoftheparallelmechanismareanalyzedthroughtheCO—simulation．Thiswillprovideatheoreticalbasisfortheactualphysicalprototypedesignandparametersoptimization．Keywords：elect

6、rohydraulic，piezoelectric，hybriddriven，parallelmechanism，virtualprototype引言为了满足高精度纳米级的定位需求，出现了并联并联机构由最初的stewart平台不断发展，到今天微动机构，它具有结构紧凑、运动链短、刚度高和承载已形成一个庞大的体系，并联机构的理论分析和工程应用已经形成了一个热门课题。国内外已经研制出许收稿日期：2014-08-29多机构各异、用途不一的并联机构，有些已经在实际应基金项目：江苏省自然科学基金(BK20130743)；江苏省高校用中发挥了重要作用。与电气和气动驱动方

7、式相比，自然科学基金(12KJB510006)；江苏省“六大人才高峰”高层次液压伺服驱动机构具有刚度大、结构紧凑、体积小、重人才项目(2012一ZBZZ-049)量轻、加速性好等特点。因此，目前并联机构大多采用作者简介：许有熊(1980～)，男，福建晋江人，讲师，博士，主液压伺服驱动方式¨．2J。但这种驱动方式的并联机构要从事机电液(气)一体化、压电驱动与控制等方面的科研和教存在着重复定位精度差的缺点，一般为微米级。学工作。液压与气动2015年第5期能力大等优点，是纳米技术的重要组成部分，已经成为用电液伺服系统和压电陶瓷驱动器混合驱动的3-RPR超精密加工

8、、半导体工业、自适应光学、生物医学工程、的结构原理如图1所示(R为