空间刚柔耦合并联机构系统的频率特性分析

作     者：刘善增 朱真才 余跃庆 刘初升 张连杰 LIU Shanzeng;ZHU Zhencai;YU Yueqing;LIU Chusheng;ZHANG Lianjie

作者机构：中国矿业大学机电学院徐州221116 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2011年第47卷第23期

页      面：39-48页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划 2009AA04Z 415) 中央高校基本科研业务费专项资金(2010QNA26) 中国博士后科学基金(20100481178) 中国矿业大学人才引进项目和教师启航计划(ZX210)资助项目 

主　　题：刚柔耦合 并联机构 有限元 固有频率 特性 

摘      要：对空间刚柔耦合并联机构系统的固有频率特性进行分析。建立一种空间有限元梁单元新模型,基于有限元法和Lagrange方程导出有限元梁单元的运动微分方程。通过分析动平台运动参量与运动支链间的运动关系,得到刚柔耦合并联机构系统的运动学约束条件,并由Newton-Euler方程得到系统动平台的动力学模型。根据系统的运动学约束条件和动平台的动力学模型,经过各个单元运动微分方程的有机组装,导出刚柔耦合并联机构系统的整体动力学方程。在此基础上,通过算例3-RRS刚柔耦合并联机构系统的频率特性分析,总结空间刚柔耦合并联机构系统的固有频率与机构基本参量之间的内在规律。结果显示,刚柔耦合并联机构系统的结构尺寸、支链中杆件的截面参量和材料参量等对系统的固有频率都有显著影响。研究对进一步研究刚柔耦合并联机构的动态特性和机构优化设计具有重要的指导意义。