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3-RRR 3自由度球面并联机构静刚度分析

周玉林  高峰  
【摘要】:3自由度球面并联机构是重要的少自由度机构之一,各支链的构件为球面上的弧杆,其刚度计算十分复杂。基于此,采用计算杆件变形的方法,利用小变形叠加原理,推得机构动平台的角位移、球心点线位移与各支链两构件上力的关系。利用机构静力学分析的结果,即支链两构件上的力与动平台上的外力关系,建立机构动平台、球心点位移与外力的关系。进而得到机构的整体柔度、刚度矩阵。采用正交变换方法,得到机构的6个主刚度指标,最大、最小刚度及所在的方向。研究结果表明,机构的主刚度及主方向随着机构运动位姿的变化而变化,远离零点逐渐增大,其中3个主刚度(即扭转刚度)较大,另3个主刚度(线位移刚度)较小,两者差距巨大。研究成果为该机构的工程设计和应用提供了理论基础。

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