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【6h】

并联式跟踪装置的机构设计方法

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随着科学技术的发展，现代工业对机械产品的质量、精度及可靠性等都提出了越来越高的要求。不仅要考虑到机械的静态设计，还要考虑到动态设计。并联机构的用处非常广泛，它具有串联机构没有的优点。但研究并联机构动力学的学者并不是很多，他们大部分研究了并联机构的运动学部分。本文研究的并联机构用作于跟踪装置，主要由两部分组成：二自由度的并联球面五杆机构和两个平行四杆机构，可以看成由两个四杆机构作为传动部分驱动并联球面机构，电机分别直接驱动平行四杆机构。结合实际中的具体项目的设计要求：避免机构工作时产生振动，以免影响机构的工作稳定性，以及机架的高加速度不可给机构的驱动带来增大的不良影响，进行了两个方面的动力学分析设计。很明显，前面的是并联机构的震动力平衡问题，后面的是要驱动的计算问题。研究主要包括以下三点内容： 1. 并联机构的震动力平衡问题根据机构震动力平衡原理，通过计算出机构的总质量矩，使之保持常量，即保持总质心不动，得到震动力平衡条件。然后，对平衡条件进行了分析，为机构的动态设计提出了依据。 2. 非惯性系下的机构驱动的计算问题根据一般（惯性系下）的拉格朗日方程的推导原理，推出了在非惯性下的拉氏方程。然后，将它应用于本课题机构，得出了机构系统的驱动扭矩，从而进一步得到了如下结论：机构系统在非惯性下震动力平衡后，机构的驱动不受非惯性系的线加速度的影响，但角速度和角加速度的影响是无法避免的，也是很难消除的。 3. 实例及ADAMS仿真根据第三章推导出的并联机构震动力平衡条件分析结果，给出了一个计算实例，然后确定了机构的配重方法及配重大小。用三维模型绘图软件UG建立了仿真模型，再通过仿真机械软件ADAMS对并联机构进行仿真，得到了机构在任一运动过程中的总质心位置和机架受到的作用力的曲线图，从而验证了平衡条件的正确性。考虑到实际中并不是都必须完全平衡或实际情况不可能达到完全平衡，分析了四种情况下的震动力的部分平衡。还验证了运动的机架的线加速度对震动力完全平衡的机构的驱动没有影响。

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