六自由度并聯(lián)機構(gòu)的仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、六自由度并聯(lián)機構(gòu)即為Stewart并聯(lián)機構(gòu)。與串聯(lián)機構(gòu)相比,并聯(lián)機構(gòu)具有精度高,剛度大,承載能力強,動態(tài)響應速度快以及累積誤差小等優(yōu)點,使其成為近年來國內(nèi)外學者研究的熱點方向,并且被廣泛應用到機器人,并聯(lián)機床和航空宇航等領(lǐng)域。雖然Stewart并聯(lián)機構(gòu)具有上述很多優(yōu)點,但其自身具有明顯的缺點,由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,作動器之間具有強烈的耦合運動特性,這就導致并聯(lián)機構(gòu)容易產(chǎn)生奇異位形、靈活性差等缺點。為了盡量避開或減少上述缺點對機構(gòu)性能的影響

2、,需要對Stewart并聯(lián)機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,那么對Stewart并聯(lián)機構(gòu)的運動學和動力學特性作深入的了解是必不可少的。
　　本文首先對Stewart并聯(lián)機構(gòu)進行了運動學和動力學分析,通過運動學反解的方式推導出Stewart并聯(lián)機構(gòu)的運動學方程。運用Newton-Euler法建立了單剛體動力學方程,運用簡便的Kane方法建立了多剛體動力學方程。并且提出了Stewart并聯(lián)機構(gòu)性能的評價指標,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化做好理論準備。
　　其次,

3、運用ADAMS軟件對Stewart并聯(lián)機構(gòu)進行了參數(shù)化建模,進行了運動學與動力學仿真。將ADAMS仿真的結(jié)果與理論計算的結(jié)果進行比較,驗證了單剛體動力學模型和多剛體動力學模型的正確性。
　　最后,對Stewart并聯(lián)機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。優(yōu)化之前先定性地分析了并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,確定了結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選范圍。然后以經(jīng)濟性為優(yōu)化目標,利用遺傳算法對目標函數(shù)進行自動尋優(yōu),得到了一組具體的優(yōu)化結(jié)果,并將優(yōu)化后的結(jié)果與優(yōu)化前進行了對