一種可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多維隔振平臺(tái)研究.pdf

1、由于在車載、船載及航空航天等環(huán)境下，機(jī)載設(shè)備在工作中會(huì)經(jīng)受大量的空間多維的振動(dòng)與沖擊，嚴(yán)重影響其工作性能和使用壽命。而現(xiàn)有的多維隔振理論和技術(shù)存在很多缺陷，無法滿足實(shí)際工程對(duì)多維隔振的需求，也沒有一種多維隔振設(shè)備可以滿足兩種或兩種以上不同維度的多維隔振，不能用于環(huán)境、工況多變的實(shí)際工程多維隔振。因此，對(duì)可用于不同工況下的多維隔振平臺(tái)的研究具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 在國家自然科學(xué)基金“基于柔性變胞機(jī)構(gòu)的精密設(shè)備多維振動(dòng)

2、的主動(dòng)控制研究(51275275)”和山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎(jiǎng)勵(lì)基金“基于柔性變胞機(jī)構(gòu)的機(jī)載精密設(shè)備的振動(dòng)主動(dòng)控制研究(BS2010ZZ006)”的資助下，本文設(shè)計(jì)了一種新型的可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并將該機(jī)構(gòu)作為多維隔振的主體機(jī)構(gòu)，構(gòu)建了一種新的多維隔振平臺(tái)，只需一個(gè)多維隔振平臺(tái)，就可以滿足三平移隔振和三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)隔振兩種不同維度的多維隔振，為多維隔振提供了新的思路。
　　 第一，本文基于變胞原理對(duì)兩種不同自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了綜

3、合，以機(jī)載設(shè)備的多維隔振為特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種全新的可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)，通過對(duì)機(jī)構(gòu)兩種不同形位的自由度的計(jì)算，證明通過調(diào)整該可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)的rT鉸鏈，機(jī)構(gòu)可以在三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)和三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩種不同自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)之間相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)自由度和形位的變化。
　　 第二，本文對(duì)可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩種不同的形位進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)分析，對(duì)其位置正逆解、速度、加速度、工作空間、力學(xué)方程等進(jìn)行了求解。結(jié)果表明，該機(jī)構(gòu)兩種形位下的運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)方程

4、比較簡單，機(jī)構(gòu)工作空間較大，且有很好的解耦性，適合用作多維隔振的主體機(jī)構(gòu)。
　　 第三，本文將可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)用作多維隔振平臺(tái)的主體機(jī)構(gòu)，在主動(dòng)副處添加彈簧阻尼系統(tǒng)構(gòu)建了可變自由度的多維隔振系統(tǒng)，建立了多維隔振系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程，分別分析了兩種形位下的系統(tǒng)固有頻率，并分析了系統(tǒng)各參數(shù)對(duì)固有頻率的影響。結(jié)果表明，可以根據(jù)不同的隔振需要，選擇合適的機(jī)構(gòu)參數(shù)，調(diào)節(jié)多維隔振系統(tǒng)的固有頻率，該多維隔振平臺(tái)可以滿足兩種不同維度的多維隔振需要

5、。
　　 第四，本文用ADAMS和MATLAB進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真研究，對(duì)比研究表明本文的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析可行，并且是正確的。進(jìn)一步的動(dòng)力學(xué)分析表明，本文設(shè)計(jì)的可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)多維隔振平臺(tái)具有良好的隔振效果，并且能分別實(shí)現(xiàn)三平移隔振和三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)隔振。
　　 本文將可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)引入到多維隔振領(lǐng)域中來，構(gòu)建了可變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多維隔振平臺(tái)。所設(shè)計(jì)的多維隔振平臺(tái)具有可變自由度的特點(diǎn)，可根據(jù)環(huán)境需要改變其自由度，實(shí)現(xiàn)兩種不同自