基于6维并联机构的空间微振动模拟器动力学分析及测试

作     者：辛建 徐振邦 杨剑锋 吴清文 XIN Jian;XU Zhenbang;YANG Jianfeng;WU Qingwen

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2015年第37卷第5期

页      面：581-587页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11302222) 

主　　题：微振动 Gough-Stewart平台 模态分析 动力学模型 固有频率 

摘      要：为了模拟空间飞行器上反作用飞轮等扰动设施产生的多维微小振动,设计了一种基于Gough-Stewart平台的空间微振动模拟器,并对微振动模拟器的动力学特性进行了研究.首先,利用牛顿-欧拉公式建立了微振动模拟器的动力学模型,该模型考虑了驱动腿和铰链的质量属性及负载质心偏心的情况;结合虚功原理推导出系统的广义刚度、阻尼及质量矩阵,得到求解微振动模拟器的固有频率及主振型的数学解析式.然后利用有限单元法及理论建模法对模拟器进行模态分析,得到微振动模拟器的前6阶固有频率及模态.仿真结果表明由理论模型及有限单元法得到的结果一致性较好.最后测试了该模拟器的刚度及固有频率特性.实验结果表明:理论方法及有限单元法分析得到的结果与测试值之间的误差不超过5%,验证了理论模型的合理性.得到了微振动模拟器的固有频率及振型数据,为后续设计及调试提供了依据.