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4-URU柔性并联机构构型设计及支链刚度分析

张旺旺 薄瑞峰 黄道阳 陈振亚

张旺旺, 薄瑞峰, 黄道阳, 陈振亚. 4-URU柔性并联机构构型设计及支链刚度分析[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 69-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.010
引用本文: 张旺旺, 薄瑞峰, 黄道阳, 陈振亚. 4-URU柔性并联机构构型设计及支链刚度分析[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 69-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.010
ZHANG Wangwang, BO Ruifeng, HUANG Daoyang, CHEN Zhenya. Configuration design and branch chain stiffness analysis of 4-URU fully compliant parallel mechanism[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 69-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.010
Citation: ZHANG Wangwang, BO Ruifeng, HUANG Daoyang, CHEN Zhenya. Configuration design and branch chain stiffness analysis of 4-URU fully compliant parallel mechanism[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 69-74. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.010

4-URU柔性并联机构构型设计及支链刚度分析

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.010
基金项目: 国家自然科学基金项目(52005456);山西省自然科学基金面上项目(201901D111128)
详细信息
    作者简介:

    张旺旺,男,1996年生,硕士研究生,主要研究方向为柔顺机构及结构有限元分析。E-mail:1542736289@qq.com

    通讯作者:

    张旺旺,男,1996年生,硕士研究生,主要研究方向为柔顺机构及结构有限元分析。E-mail:1542736289@qq.com

  • 中图分类号: TH112

Configuration design and branch chain stiffness analysis of 4-URU fully compliant parallel mechanism

  • 摘要: 针对4-URU型柔性并联机构,提出了一种对支链刚度的新型求解方法,应用软件仿真结果验证该方法的有效性。首先,利用螺旋理论对4-URU刚性并联机构进行自由度分析,采用柔性铰链替换法设计相应的柔性并联机构。基于柔性铰链刚度矩阵,利用转换矩阵法求得支链的铰链刚度矩阵,利用有限元理论分别求得支链各柔性杆刚度,通过线性叠加求得支链的总刚度矩阵,最后利用MATLAB进行理论计算,得到支链在XYZ方向产生的变形量。并用ANSYS软件对模型进行仿真分析,结果表明,理论计算与仿真结果基本一致。验证了该方法求解支链刚度的有效性,为利用该方法求解整个柔性并联机构的刚度提供理论依据,为研究柔性并联定位平台的精度提供了帮助。

     

  • 图  1  对称四自由度4-URU并联机构构型

    图  2  4-URU分支

    图  3  URU支链三维图

    图  4  4-URU柔性并联机构

    图  5  支链断面结构

    图  6  柔性转动副结构尺寸

    图  7  位移应变图

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  • 收稿日期:  2021-06-28
  • 录用日期:  2022-02-19

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