基于Isight和RecurDyn的4-UPS-UPU并联机构运动学分析.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术No．82014年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2014文章编号：1001—2265(2014)08—0098—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．08．028基于Isight和RecurDyn的4-UPS—UPU并联机构运动学分析米张海强，徐丰，朱炎龙，白龙(河北工程大学装备制造学院，河北邯郸056038)摘要：对空间5自由度4一UPS．UPU并联机构进行了研究，在建立

2、机构模型和数学模型的基础上，进行了位置、速度及加速度分析，同时建立了机构输入输出的速度、加速度映射方程。利用多学科多目标优化软件Isight集成MATLAB，采用实验设计方法(DOE)，对机构进行了运动学数值算例仿真分析；基于RecurDyn仿真软件，实现了4一UPS—UPU并联机构的运动学仿真分析；利用RecurDyn仿真结果对理论数值仿的正解、逆解进行了验证。实际结果表明了运动学理论求解的正确性。关键词：并联机构；RecurDyn仿真；实验设计；Isight仿真中图分类号：THI66；TG659文献标识码：A

3、KinematicsAnalysisof4．UPS-UPUParallelManipulatorBasedonIsightandRecurDynZHANGHai—qiang，XUFeng。ZHUYan—long，BAILong(DepartmentofEquipmentManufacturing，HebeiUniversityofEngineering，HandanHebei056038，China)Abstract：Inthepaper．a4．UPS—UPUspatial5一DOFparallelmanipul

4、atorwasaddressed．Itsmechanismandmathematicalmodelwereestablishedandposition．velocityandaccelerationwereanalyzedaswel1．Theki．nematicsmodelwasresearchedbyusingthemappingequation．Themechanismkinematicsnumericalsimu—lationhasbeencarriedoutbyadoptingthemethodofthe

5、DesignofExperiment(D0E)withintegrationMatlabbasedonthemultidisciplinaryandmulti—objectiveoptimizationSOftwareIsight．4一UPS．UPUparallelmanipulatorkinematicssimulationanalysiswasachievedwiththehelpofthedynamicssimulationSOftwareRecurDyn．Thepositivesolutionandinv

6、ersesolutionofthetheoryandnumeficalsimulationwereverifiedbyusingthesimulationresultsofRecurDyn．Theresultsshowthatkinematicstheoreticalsolutionsarecorrect．Keywords：parallelmanipulator；RecurDynsimulation；designofexperiment；isightsimulation成，下平台通过4个完全相同的驱动分支UPS(

7、胡克0引言铰一移动副一球副)与上平台连接，中间支链UPU依次在并联机构的研究中，运动学分析是并联机构研究通过胡克铰．移动副．胡克铰与上平台相连接。的重要对象之一，包括对机构的正解和逆解的计算¨。雷静桃等提出边界搜索法对4．uPS—UPU并联机构工作空间进行了优化分析，陈修龙等采用一阶影响系数和二阶影响系数分别对4UPS．RPS并联机构的速度和加速度进行了运动学分析，宋小科等基于虚功原理对空间4自由度并联机床4PUS—RPU进行了动力学分析。本文以五自由度并联机构4一UPS．UPU为研究对象，利用矢量法推导出机构的

8、位置、速度、加速度表达式，得到Jacobian矩阵和Hessian矩阵，运用RecurDyn和Isight软件，采用数值求解与仿真分析的方法对该机构进行运动学分析。实际结果表明，机构的理论求解是正确的。14-UPS．UPU并联机构模型图14·ups-UPU并联机构简图1．1机构描述1·2自由度计算4-UPS—UPU并联机构由上平台、下平台、连接上下根据空间自由度的计算公式