张 勇,郭志飞*,甄希金,张敬芳

(1.河北机电职业技术学院 机械工程系,河北 邢台 054001;2.上海船舶工艺研究所,上海 200032)

0 引 言

并联机构具有刚度好、运动精度高、易在线控制等优点,在许多工业领域的应用广泛[1]。对其进行动力学分析对于并联机构的结构设计、动力学性能优化和实时控制都具有重要的意义[2]6-7。

对并联机构的动力学分析需要系统的方法[2]119,并联机构的力学分析也是并联机构研究的基本问题[3-5]。目前,国内外在并联机构动力学分析方面取得了较大的成果,常用的并联机构动力学分析方法有Lagrange方法、Newton-Euler法和Kane方法[6-7]。YANG D C H[8]利用Newton-Euler法研究了Stewart平台的逆动力学问题;但该研究忽略了关节的摩擦和杆的力矩惯量,并且其假设杆的中心位于杆的轴线上。JI Zhi-ming[9]在1994年建立了Stewart平台的动力学方程,并且该方程考虑了腿部转动惯量对Stewart平台的影响。CODOUREY A[10]介绍了基于拉格朗日方程和虚功原理的并联机构动力学建模方法,其中Lagrange方法是以能量为基础建立的动力学的数学模型,该方法能够得到形式简洁的动力学方程,十分适用于并联机构的动力学分析[11];但是,该方法的不足之处是其无法进行约束力分析,Kane方法亦然。在多数情况下,Newton-Euler法被用于对并联机构的约束力进行分析研究,但其过程复杂、方程数量庞大、易出错[12,13]。

综上,本文开展基于逆动力学的并联机构约束力的分析研究,通过建立三平移Delta并联机构的Lagrange动力学模型,使用二阶影响系数矩阵求解滑块的加速度,对三平移Delta并联机构驱动滑块的约束力进行分析和求解,为三平移Delta并联机构结构设计及控制系统设计提供理论依据。……