摘要
为了更好的模拟运输货物在道路上的随机振动情况,本文设计了一种并联构型三维振动平台,它是以Delta机器人为基础,在每条支链的摆臂上串联一个曲柄四杆机构。以曲柄的匀速转动做为机构的动力源,带动Delta机器人的摆臂摆动,从而实现三个方向的振动。
首先,对机构进行位置分析,给出机构的位置正解和位置反解。在此基础上,先对竖直方向上线性振动的情况进行尺度综合,然后再对任意方向的振动进行分析,最后确定机构各杆件的尺寸。
其次,对满足任意方向上线性振动的摆角变化规律和摆角相位进行分析,给出摆臂摆角函数的一般表达式。通过对曲柄长度变化的研究,详细的设计了一种用压电作动的可变幅驱动曲柄结构。
再次,对机构进行了动力学设计,给出了三维振动平台的运动学模型和动力学模型,详细的分析了各杆件的角速度和角加速度,动平台的速度和加速度。分析了各杆件的受力情况和力矩的大小。并以此为基础,对支撑弹簧做了详细的设计,确定了弹簧的刚度和机构在振动过程中,弹簧所能承担的转矩。最后,对机构的应用做了展望。为模拟随机振动提供了一种实现方法。
In order to better simulate the random vibration in the transportation. This thesis gives a 3-DOF vibration platform with parallel configuration, which consists of Delta machine and crank-rocker machine. It carries out the three-direction vibration though driving smooth running of brace, which can drive the swing of arm in the Delta machine.
Firstly, the position equation of 3-DOF vibration platform is given. Thesis falls to doing dimension synthesis under the linear vibration of vertical direction. And then Thesis analyzes vibration from random-direction. At last the machine dimension is given.
Secondly, on the base of those mentioned above, the general expression of swing angle function and swing phase are given which meets the change of swing angle in the random-direction vibration. The thesis particularly designs the brace machine which can change its dimension with the change of the swing angle. Its drive comes from the distortion of piezoelectricity materials.
Thirdly, the thesis gives the models of kinematics and kinetics. Particularly thesis analyzes pal stance, angular acceleration, the load conditions and the moment of force in every staffs and movable platform of 3-DOF vibration platform. And then on the base of those above, thesis designs detailed the structure of vibration platform, ensures stiffness and torque of bearing spring. Finally, thesis gives a perspective for application of 3-DOF vibration platform. It provides a method for random vibration.
引文
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