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5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床弹性动力学分析
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP394.1[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TH691.9[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室,秦皇岛066004, [2]燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51275439); 燕山大学青年教师自主研究计划资助项目(13LGA001)
中文摘要:

结合有限元法和子结构法建立了5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床的弹性动力学模型。首先,将系统划分为不同的子结构,根据空间柔性梁理论求出单元动力学方程,根据关节特点将各个梁单元组装成各个驱动分支;根据分支与动平台的运动学/动力学约束,将各个分支进行装配,从而得到系统动力学方程。以5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床作为算例,求出其动平台中心的动态响应特性。通过比较5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床及5-UPS/PRPU非冗余驱动并联机床动平台的动态响应,可以得到结论:冗余驱动可以明显改善该机床弹性动力学特性,从而减小因弹性变形引起的误差。研究结果为结构设计人员进行结构设计及优化提供可靠的依据。

英文摘要:

An elastodynamics model of the 5-UPS / PRPU redundantly actuated PMT was derived by combining the finite element model and substructure synthesis techniques herein. Firstly,the overall system was divided into different substructures. According to the theory of spatial beam element,the dynamics equation of the spatial beam element was derived,and then assembling into different driving limbs; according to the dynamic constraints and kinematic constraints among the moving platform and each driving limbs,the dynamics equation of the overall system might be obtained by assembling the dynamics equation of the driving limbs. The 5-UPS /PRPU redundantly actuated PMT was set as an example to illustrate the derivation of the dynamic response of the moving platform. At last,by comparing the dynamic response of the redundantly actuated PMT and its non-redundant PMT,it can be concluded that: the elastodynamics performance of the PMT may be improved by the actuation redundancy,so that the errors caused by the driving limb deformations can be reduced as well. The research provides a theoretical reference of the structure design and optimization for the designers.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50788