孙巧如，韩先国

（北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100191）

0 引言

并联机构具有刚度质量比大、承载能力强、累积误差小等优点[1]，将其作为运动模拟器模拟船舶在海浪中的运动具有重要的意义。其动平台具有尺寸大、承载能力要求高、刚度要求高等特点，因此采用冗余驱动提高系统刚度[2]。

国内外学者在并联机构的刚度方面进行了一定的研究。梁辉等[3]通过建立3RPS/UPS 冗余并联机床的刚度模型对并联机床的支链进行刚度分析，Goldsmith[4]应用刚度矩阵分析法建立3-UPU 并联机构的刚度解析模型，宋轶民等[5]采用螺旋理论建立了一种三自由度冗余驱动并联机构的刚度解析模型，并预估其全域刚度分布规律。现有文献对并联机构的刚度进行了一定的研究，但是多数将并联机构的动平台视为理想刚体，并未对其刚度进行分析。针对本文所设计的并联摇摆台，由于其动平台的尺寸大、刚度要求高，因此需要对其刚度进行一定的研究。

利用有限元分析机构的刚度方法简单，精度较高，但是耗时多，工作量大，为便于并联机构参数的多变量优化设计，仍需要建立机构的静刚度解析模型。首先，根据并联摇摆台动平台的特点，将其简化为交叉梁系，针对并联机构在非冗余驱动和冗余驱动时的不同特点，将交叉梁系合理地拆分为简支梁，采用节点载荷分配系数法将节点上的载荷分配给相交的各梁，根据同一节点处变形量相等的条件，建立关于各节点载荷分配系数的方程，进而计算出动平台在非冗余驱动和冗余驱动时的理论最大变形量，并对其进行比较。……