【正文】 當然，還要特別感謝我的家人，他們在各方面都給了我很大的鼓勵，是他們給了我努力學習的信心和力量，謝謝你們。首先說明一下本文研究內容所涉及到的學術背景，并闡述了 “虛 擬樣機 ”等名詞的內涵；接下來詳細討論了三自由度并聯(lián)并聯(lián)機構機虛擬樣機的幾何模型，包括幾何建模、形象建模和幾何造型等過程，從而完成虛擬樣機的幾何模型設計；之后又繼續(xù)研究三自由度并聯(lián)并聯(lián)機構機虛擬樣機的運動模型 . 39 參考文獻 [1] John A. Bosch. Coordinate Measuring Machines and Systems. New York: Marcel Dekker Inc. 1995,138 [2] 張國雄 .三并聯(lián)機構機 [M].天津：天 津大學出版社， 1999. [3] 張國雄 .三并聯(lián)機構機的發(fā)展趨勢 [J].中國機械工程， 2021， 11(12): 222226. [4] 葉東，黃慶成，車仁生 .多關節(jié)并聯(lián)機構機的誤差模型 [J].光學精密工程， 1999， [8] 中村哲夫 .三并聯(lián)機構機并聯(lián)機構誤差的評價方法 [J].國外計量 . 1994,2: 813. [9] 林璨 .三并聯(lián)機構機的精度檢定與位置誤差補償 [J].現(xiàn)代計量測試 . 1995,2: 2124. [10] Oiwa Takaaki. Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 1998,64(12):1791 [11] Oiwa Takaaki, et al. Journal of the Japan Society for Precision Engineering, 1999,65(2):288 [12] K. Takamasu and M. Hiraki. 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[17] 黃真，孔令富，方躍法 .并聯(lián)機器人機構學理論及控制 .北京 :機械工業(yè)出版社，1997:18~21. 40 致 謝 本論文是在我的導師老師的親切關懷和悉心指導下完成的，她嚴謹?shù)闹螌W精神和精益求精的工作態(tài)度深深的感染和激勵著我。 36 移動驅動 仿真結果 根據(jù)上述分析計算得出的數(shù)據(jù)進行分析表示，調試無誤后得到運行結果。 如右圖所示。在 ADAMS/ View 工作窗口中先用鼠標左鍵選擇， 調模板 與后肘桿、后肘桿與前肘桿、前肘桿與動模 板、后肘桿與連桿、連桿與十字頭之間添加 。 啟動 ADAMS 雙擊桌面上 ADAMS/View 的快捷圖標 ,打開 ADAMS/View。 31 圖 32 ADAMS/Postprocessor 模塊 ADAMS/Postprocessor 的主要功能包括： ADAMS/Postprocessor 為用戶觀察模型的運動提供了所需的環(huán)境，用戶可以向前、向后播放動回，隨時中斷播放動畫，而且可以選擇員佳觀察視角，從而使用戶更容易地完成模型排錯任務；為了驗證 ADAMS 仿真分析結果數(shù)據(jù)的有效性．可以輸入測試數(shù)據(jù)，并測試數(shù)據(jù)與仿真結果數(shù)據(jù)進行繪圖比較，還可對數(shù)據(jù)結果進行數(shù)學運算、對輸出進行統(tǒng)計分析；用戶可以對多個模擬結果進行圖解比較，選擇合理的設計方案；可以幫助用戶 再現(xiàn) ADAMS 中的仿真分析結果數(shù)據(jù)，以提高設計報告的質量；可以改變圖表的形式，也可以添加標題和注釋；可以載入實體動畫，從而加強仿真分析結果數(shù)據(jù)的表達效果；還可以實現(xiàn)在播放三維動畫的同時，顯示曲線的數(shù)據(jù)位置，從而可以觀察運動與參數(shù)變化的對應關系。 （ 3） 后處理模塊（ ADAMS/Postprocessor） MDI 公司開發(fā)的后處理模塊 ADAMS/Postprocessor，用來處理仿真結果數(shù)據(jù)、顯示仿真動畫等。為了進行有限元分析和控制系統(tǒng)研究，用戶除要求軟件輸出位移、速度、加速度和力外，還可要求模塊輸出用戶自己定義的數(shù)據(jù)。 （ 2）求解器模塊 (ADAMS/Solver) ADAMS/Solver 是 ADAMS 系列產(chǎn)品的核心模塊之一，是 ADAMS 產(chǎn)品系列中處于心臟地位的仿真器。采用 Parasolid 內核進行實體建模，并提供了豐富的零件幾何圖形庫、約束庫和力 /力矩庫，并且支持布爾運算、支持 FORTRAN/77 和 FORTRAN/90 中的函數(shù)。 ADAMS 軟件由基本模塊、擴展模塊、接口模塊、專業(yè)領域模塊及工具箱 5 類模塊組成，如表 31 所示。 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格郎日方程方法，建立27 系統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸 出位移、速度、加速度和反作用力曲線。并對并聯(lián)機構進行了局部仿真，但由于驅動設置的不夠成熟，并聯(lián)機構還達不到作者與合伙人所設想的完美 運動方案。 第 5 章 三自由度并聯(lián)機構三維建模 經(jīng)過一個學期的調研、設計，我們的并 聯(lián)機床實驗臺課題終于有了雛形，能夠實現(xiàn)相對較為粗糙并聯(lián)運動。當極角 φi 由 0176。 然后，在該平面上取一極角 φi，作一極線ρ 那么極線 ρ 與邊界曲線的交點 ρi 即為測頭在該極線上所能達到的最遠點。 確定并聯(lián)機構空間的基本方法 為了描述并聯(lián)機構機測頭的工作空間，可取若干個適當?shù)钠叫衅矫孀鳛楣ぷ骺臻g的剖面。 p239。可以表示成： i? =cos 1?iilmlm 并聯(lián)機構并聯(lián)機構機的運動學約束 基本上，并聯(lián)的物理約束有三個，他們是：連桿桿長約束，運動副轉角約束和連桿桿間干涉。 所以 F==K7△ X ，又因為△ X=01 7 1 3 .1 1 7 1 3 .1 2 6 .410 mmC o s ?? 所以 K7= 1 6 0 .4 6 .0 8 /2 6 .4 N m m? ； 5Fˊ Cosθ =，θ =10176。代入上面兩個式子得： FQM=， FPN= 21 MO= 011251 2 9 2 .9 2 0 1 1 0 0 .52 S in m m??（ MO 為 M到底平面的距離） ∠ MQO=35176。 20 14000 85? %=11900N 11900=FQM Sin? ∠ QMJ+FPNSin∠ MNP FQMCos∠ QMJ= FPNCos∠ MNP 因為∠ PMQ=41176。 Sin∠ PMˊ Q= 1125 1 4 7 2 .9Q M m mQM ???? △ X=QMQ Mˊ == 14000=2 F? QMˊ Sin(90176。 9800=176。 =(AG 為 Aˊ 到地面的距離 ) 取 PQ=1125mm, Aˊ G=AG+150= tg∠ PHQ= ?∠ PHQ=176。 ● 過載保護：采用彈簧與繼電器組合結構實現(xiàn)。如各種風道的蝶閥、舞臺設備等。在本電動推桿設計中，由于對絲桿自鎖性要求較高，傳動速度適中，且要求結構簡單，安裝容易。 電動推桿的螺旋傳動機構又可分為滑動絲桿副螺旋傳動和滾珠絲桿副螺旋傳動兩種。因此要在推桿上另行配置外行程限位開關裝置，以控制推桿正常起停。推力和拉力相等。同時，電動推桿可通過微機控制，便捷實現(xiàn)自動化。不符合本設計的設計要求。鎖定形式有推拉鎖定型、推鎖定型、拉鎖定型，推拉均不鎖定型。電動機、油泵、液壓控制閥和液壓缸可裝在同一軸線上，也可按需要裝置在不同軸上，中間有油箱和安裝支座，只需接通電動機的控制電源，即可使活塞桿位移往復運動。 根據(jù)計算結果我們選擇電機型號為： 57BYJ250C 電動推桿選擇 電液推桿是一種集機、電、液為一體的液壓驅動機械手。根據(jù)設計要求及實際情況我們選擇電機，選擇參數(shù)為 :額定電壓、輸出扭矩和電機轉速等。 6．按運轉速度分類電動機按運轉速度可分為高速電 動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。 4．按用途分類電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。 異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。 13 第 3 章 并聯(lián)機構主要部件的設計 電動機選型 電機的分類 1．按工作電源分類根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。 完全工作空間和定向工作空間 都是最大工作空間的子集 . 另外，工作空間是并聯(lián)機構的重要特性，影響它的大小和形狀的因素主要有以下三個： ① 桿長的限制，桿件長度的變化是受到其結構限制的，每一桿件的長度必須小于最大桿長，大于最小桿長。 并聯(lián)機構工作空間的分析 工作空間（ Workplace）：設給定參考點 C 是動平臺執(zhí)行器的端點，工作空間是該端點在空間可以達到的所有點的集合。當三個伺服電機接受到正確的指令信息后，即驅動各自的滾珠絲杠進行旋轉，從而帶動相應的移動副按實際要求進行伸縮，使測頭向目標點移動；同時，隨著移動副的伸縮，與之相連的線性長度記錄儀（如光柵尺等）開始輸出計數(shù)脈沖 ，并由三個 32 位的計數(shù)器分別進行計數(shù)。 PC 處理單元主要完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、幾何尺寸計算和三維形體的重建等，同時還負責向其他兩個單元發(fā)送控制指令，以便協(xié)調整個系統(tǒng)的工作。 分別為沿 Z 向的 1 個移動自由度和 2 個獨立的轉動自由度。由圖 可以看出，該主要由上下 2 個等邊三角平臺和 3 個中間連桿組成。所謂正運動求解，就是在已知并聯(lián)機構中各運動副的位置參數(shù)及各并聯(lián)調節(jié)器桿長變化量的情況下，來計算末端執(zhí)行器（如測頭）出的空間位置坐標。由于并聯(lián)運動機構具有剛度重量比大，運行速度高、末端執(zhí)行器位姿靈活、誤差不疊加、結構簡單、易于模塊化設計等優(yōu)點 ，因而在許多領域都已得到廣泛的應用。 9 第 2 章 三自由度并聯(lián)的結構及工作原理 并聯(lián)運動機構概述 從并聯(lián)機構的結構特點不難看出，并聯(lián)機構并聯(lián)機構機屬于一種新型非笛卡兒式并聯(lián)機構系統(tǒng)。 由此可以看出，并聯(lián)機構恰好能夠對串聯(lián)機構的應用局限進行恰當?shù)难a充，這無疑為新一代并聯(lián)機構機的開發(fā)與研制帶來了希望，從而為拓寬并聯(lián)機構機的應用領域，促進產(chǎn)品的多樣化，提高產(chǎn)品的市場競爭力奠定了堅實的理論基礎。近