3. 3-SPS-S并联机构结构设计 11

3.1机构用途 11

3.2电动缸 12

3.2.1电动缸简介 12

3.2.2电动缸选用 13

3.2.3电动机选用 17

3.3机构参数 18

3.3.1 约束条件 18

3.3.2 数学模型 19

3.3.3 求解 20

3.4参数设置 20

3.5本章小结 21

4.  机构的绘图设计 21

4.1顶板及底板 21

4.1.1顶板 21

4.1.2底板 22

4.2支柱 23

4.3球铰链 23

4.4总装配图 25

4.5 爆炸图与仿真 27

4.5.1生成爆炸图与仿真目的 27

4.5.2爆炸图与动画 27

4.6本章小结 28

5．总结与展望 28

致谢 30

参考文献 31

1．绪论

1.1  课题背景

并联机构是一种由多个并行链构成的闭环系统，与传统的串联机构相比较， 具有高刚度、高精度、高承载能力、结构简单紧凑以及较为容易实现高速运动等诸多优点，吸引了国内外学术界、工程界的广泛关注，其应用也几乎涉及了现代尖端技术的各个领域 。3-SPS-S并联机构在应用上虽不如流感并联机构广泛，但其实用性已不容置疑，在21 世纪将具有非常广阔的发展前景。近年来，学术界对于有关空间三自由度并联机构的构型综合、正逆运动解析、瞬时运动特性及运动敏感性、尺度参数优化及不同构型之间的性能比较等问题进行了比较充分的研究。目前3-SPS-S并联机构已应用于各种机械手、地震模拟器、防弹板等方面 。

1.2  3-SPS-S并联机构简介

3-SPS-S由上下平台实际均为等边三角形的运动平台和固定平台，以及连接两个平台的3个驱动分支组成。机构的每个支链按照S-P-S的顺序串接而成，其中，S代表球面副，P代表移动副，3个驱动分支与上、下平台通过S副铰接；转动副轴线平行于固定平台上与它相对的边,中间约束分支为S副（实际上它是一根与下平台螺纹连接的立柱，其与上平台连接为S副）,S副位于上平台与

立柱铰接中心点处（在上平台中心点下方）。

1.3国内外发展现状

1.3.1国外发展现状

1.3.2国内发展现状

1.4研究内容

(1)第一章介绍了并联机构的概念以及国内外并联机构的现状与发展历史。

(2)第二章进行了3-SPS-S机构的位置分析，建立了机构坐标系、分析了机构的自由度并应用两种位置反解的方法对其位置分析进行了求解，并对其中一种较为简单的位置反解方法进行了算例分析、数值验证。

(3)第三章为3-SPS-S并联机构的总体设计，介绍了电动缸的概念，说明了对电动缸的选用以及伺服电动机的选用；同时介绍了选型过程中的一些验证计算，并在理论计算和实际测量的基础上提出了机构的一些基本参数设置。