基于SimMechanics的三自由度并联打磨机构动力学分析与仿真.pdf

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1、第24卷第4期机电产品开发与纠新V01．24，No．42011年7月Development＆InnovationofMachinery&ElectricalProduclflJuly．，2011文章编号：1002-6673(2011)04-082-03基于SimMechanics的三自由度并联打磨机构动力学分析与仿真解本铭．孔维定(中国民航大学航空自动化学院，天津300300)摘要：针对一种新型三自由度并联打磨机构进行了运动学和动力学分析，并借助于MatLab／SimMechanics工具葙的系统动态建模功能．搭建了一精确的仿真平台。结果表明：当并

2、联打磨机构末端受广义力矢量作用时．在仿真平台上对系统进行Lagrange方法的动力学仿真分析，示波器跟踪动平台中心点的位置、速度及加速度，从而获得驱动关节力和动平台位姿的函数曲线关系，可验证所设计机构的动力学特性是否理想。关键词：并联打磨机构；SimMechanics仿真平台；动力学仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2011．04．035DyllalnieAnalysisandSimulationof3-DOFParallelBarinderBasedonSimMechanicsX

3、／EBen-Ming，KONGWei-Ding(DepartmentofAviationAutomation，CivilAviauonUniversityofChina。Tialljin300300，cram)Abstract：Thekinematicsand幽m枷ic$ofanovelparallelmechanismwith3-DOFare缸咀brzed，thenaprecisesimulationplatformisbuiltbymodelingdyn埘cdly却血lgSimMechanicsmoduleinMatLab．Resultssho

4、wthatwhentheendeffectorofparalldbarinderissubjectedtothegeneralizedforcevector,thedyl∞tmJcsimulationofparallelmechanismcanbedonewithLagrangemethodontheplatform,andthecenterofthemovingplatformposition，velocityandaccelerationcanbetracked，thefimctioncurveofdrivingforceandmo,缸gphf

5、fonnjointposturecanbeobtained．whetherthed)maIIliccharacteristicsoftheParallelBarinderisidealCanalsobeverified．Keywor'ds：paralldbarinder；SimMechanicssimulationphfform；dynamicssimulation0引言目前电力行业中的中小型企业生产的悬锤产品．采l用铸造工艺，在热镀锌工序之前需要打磨表面的毛刺，而进121专用机械设备价格较高、手工打磨效率低且劳动力成本高，为了解决上述问题，根据三

6、自由度并联机构I以其驱动元件少、造价低、结构紧凑及工作空间大等优：点而有较高的实用价值111，设计了一款新型三杆三自由度平移并联机构，改变控制程序和更换夹具可以打磨不同型I号的铸件，生产效率高，能够很好的满足客户需求。本文首先对三自由度并联打磨机构(3一P4R并联机器人)进行了运动矩阵变换和动力学分析，计算构件及l关节的质量、转动惯量、惯性力，并借助于Madab，lSimMechanics四工具箱的系统动态建模功能．搭建了一l仿真平台。接着在并联机器人与外界环境相互作用时，动平台在与负载接触的地方要产生末端受广义力矢量I——l收稿日期：2011舴1

7、6作者简介：解本铭(1956-)，辽宁彰武人，教授。工学硕士。·研究方向：民航设备机电液一体化；孔雏定(1984一)，河南I信阳人，硕士研究生。研究方向：民航设备机电液一体化。l(力F和力矩T)的条件下，对系统进行动力学仿真与分析。1并联机构运动学分析(1)并联机构构型。该并联机构由动平台pt、3个P4R型支链腿、三根滚珠丝杠组合成的导轨构成，并联打磨机构简图如图1所示。每个支链腿都是依次由一个滑块、第一个虎克铰、一个中间连杆、第二个虎克铰组圈1并联打磨机构简圈Fig．1SimplifieddiagramofParallelbarind@r·制造业

8、信息化·成。并联机构工作时，由滚珠丝杠旋转带动导轨上的滑块。三个支链腿联动控制动平台的位姿。每条并联的支链都把动平台当作自