绳牵引刚柔式波浪补偿并联机构的设计与建模

作     者：陈原 郭登辉 田丽霞 CHEN Yuan;GUO Deng-hui;TIAN Li-xia

作者机构：山东大学机电与信息工程学院山东威海264209 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52075293) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2019ZRJC006) 山东省重大创新工程资助项目(2017CXGC0923) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2019MEE019) 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2021年第55卷第5期

页      码：810-822页

摘      要：为了减少海上集装箱货物运输中风浪造成的损坏,提出刚柔混合驱动主动式波浪补偿并联机构.基于刚柔混合并联机构的动定平台的矩阵旋转原理和几何封闭法建立位置逆解数学模型;利用空间几何原理构建机构位置正解数学模型;利用求导法则对位置逆解进行求导,建立速度雅可比矩阵与加速度的二阶影响矩阵;基于绳子是柔性变形体推导出系统刚度矩阵,探究影响系统刚度的因素和增加系统刚度的原则.利用数值模拟仿真对运动学和系统刚度进行验证,结果表明位置正逆解的输入输出误差不超过实际误差的2.25%;发现理论仿真曲线和样机仿真曲线较吻合,误差不超过7.4%,验证了运动学模型的正确性;根据刚度矩阵发现刚度影响因素对系统刚度的影响规律.通过对绳驱动刚柔混合驱动波浪补偿并联机构的实验验证,发现该机构的补偿效果均高于90%.证明研究结果为刚柔混合主动式波浪补偿并联机构的运动和机构设计提供了理论支持.

主 题 词：螺旋理论 主动式波浪补偿 刚柔混合式并联机构 运动学 柔性体刚度 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0812[工学-测绘类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1008-973X.2021.05.002

馆 藏 号：203103453...