基于牛顿—欧拉法的4-UPS-RPS机构刚体动力学分析

doi:10.13196/j.cims.2014.07.chenxiulong.1709.7.20140721

计算机集成制造系统 ›› 2014, Vol. 20 ›› Issue (7): 1709-1715.DOI: 10.13196/j.cims.2014.07.chenxiulong.1709.7.20140721

基于牛顿—欧拉法的4-UPS-RPS机构刚体动力学分析

陈修龙,王成硕

山东科技大学机械电子工程学院

出版日期:2014-07-30 发布日期:2014-07-30
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51005138);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(BS2012ZZ008);山东科技大学杰出青年基金资助项目(2011KYJQ102);江苏省数字化制造技术重点建设实验室开放课题资助项目(HGDML-1104);山东科技大学研究生科技创新基金资助项目(YC140315)。

Rigid-body dynamics analysis of 4-UPS-RPS mechanism based on Newton-Euler approach

Online:2014-07-30 Published:2014-07-30
Supported by:
Project supported by the National Natural Science Foundation,China(No.51005138),the Shandong Provincial Young Scientists Award Fund,China(No.BS2012ZZ008),the Science Foundation of Shandong University of Science and Technology,China(No.2011KYJQ102), the Jiangsu Key Laboratory of Digital Manufacturing Technology,China(No.HGDML-1104),and the Postgraduate Innovation Fund of SDUST,China(No.YC140315).

摘要/Abstract

摘要： 为了研究三维转动两维移动4-UPS-RPS空间五自由度并联机构的刚体动力学问题,采用牛顿—欧拉法和虚拟样机仿真相结合的刚体动力学分析方法,分析了该并联机构的运动学,包括位置反解、并联机构驱动杆线速度和角速度,以及并联机构摆动杆和伸缩杆质心处线速度和角加速度;采用牛顿—欧拉法建立了4-UPS-RPS空间并联机构的刚体动力学模型,利用MATLAB对空载和有载荷条件下的算例进行了理论计算,分别求解出机构五个驱动杆的驱动力,利用ADAMS进行了机构虚拟样机的动力学仿真分析,验证了理论计算的正确性。该研究为4-UPS-RPS空间五自由度并联机构的设计制造和控制奠定了理论基础。

关键词: 五自由度, 并联机构, 牛顿&mdash, 欧拉法, 刚体动力学分析

Abstract: To realize the rigid-body dynamics analysis of 4-UPS-RPS 5-DOF spatial parallel mechanism,the Newton-Euler approach and the virtual prototype simulation method were adopted.The kinematics problems of parallel mechanism,which consisted of position inverse solution,linear velocity and angular velocity of driving limbs,barycenter linear velocity and angular velocity of swing arm and telescopic rod were analyzed.The rigid-body dynamics equation of 4-UPS-RPS parallel mechanism was derived by Newton-Euler approach,and Matlab was used to calculate the example theoretically under no load and on load condition.The driving forces of five driving limbs were obtained respectively,the dynamic simulation was analyzed by ADAMS,and the correctness of the rigid-body dynamics analysis was verified.The research could provide theoretical basis for design,manufacture and control of 4-UPS-RPS spatial parallel mechanism.

Key words: five-degree-of-freedom, parallel mechanism, newton-euler approach, rigid-body dynamics analysis

中图分类号:

TH113

陈修龙,王成硕. 基于牛顿—欧拉法的4-UPS-RPS机构刚体动力学分析[J]. 计算机集成制造系统, 2014, 20(7): 1709-1715.

[1]	王见,董虎,王兆东,刘俊辰,李盼盼,曹毅. 3-CPaRR解耦并联机构弹性动力学建模与分析[J]. 计算机集成制造系统, 2019, 25(第9): 2167-2179.
[2]	刘晓飞,姚建涛,赵永生. 冗余驱动并联机构的驱动力同步协调控制[J]. 计算机集成制造系统, 2018, 24(第9): 2140-2149.
[3]	陈修龙,高文花,宋浩,梁小夏,王清. 含球面副间隙的空间并联机构动力学特性分析[J]. 计算机集成制造系统, 2018, 24(第3): 660-670.
[4]	王志浩,陈文亮,王慧,潘国威,王珉. 飞机自动钻铆并联调姿托架标定方法[J]. 计算机集成制造系统, 2018, 24(第12): 2964-2974.
[5]	刘晓飞,姚建涛,张强,顾伟栋,赵永生. 主动过约束并联机构6PUS+UPU力位混合控制[J]. 计算机集成制造系统, 2016, 22(第10期): 2427-2433.
[6]	易旺民,段碧文,高峰,韩先国. 大型舱段装配中的水平对接技术[J]. 计算机集成制造系统, 2015, 21(第9期): 2354-2360.
[7]	马志强,李泷杲,邢宏文,黄翔. 3-PPPS并联机翼调姿机构运动学标定[J]. 计算机集成制造系统, 2015, 21(第9期): 2378-2383.
[8]	谢志江,李星君,李诚,冯超. 位移补偿BP神经网络的3-PPR并联机构的正解研究[J]. 计算机集成制造系统, 2015, 21(第7期): 1804-1809.
[9]	马志强,李泷杲,邢宏文,黄翔. 3-PPPS并联机翼调姿机构运动学解析正解[J]. 计算机集成制造系统, 2015, 21(第2期): 449-454.
[10]	张洪双,王青,柯映林,蒋君侠. 基于并联机构调姿的大部件支撑点优选[J]. 计算机集成制造系统, 2014, 20(10): 2419-2425.
[11]	孙小勇，谢志江，石万凯，张钧,. 6-PSS并联机构误差分析及标定[J]. , 2012, 18(12): 0-0.
[12]	应征，黄浦缙+，王青，柯映林. 飞机大部件调姿机构柔性多体动力学建模与仿真[J]. , 2012, 18(11): 0-0.
[13]	孙永生,,韩先国,陈五一,熊俊,张毅刚. 并联机构大范围收敛高效正解法[J]. , 2012, 18(05): 0-0.
[14]	李新友，陈五一. 基于奇异值分解的刚体位姿误差检测方法[J]. , 2011, 17(09): 0-0.
[15]	崔学良，韩先国，陈五一. 大尺寸弱刚性构件对接装配系统轨迹规划[J]. , 2011, 17(05): 0-0.

基于牛顿—欧拉法的4-UPS-RPS机构刚体动力学分析

Rigid-body dynamics analysis of 4-UPS-RPS mechanism based on Newton-Euler approach

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics