Modelado cinemático y análisis de rigidez de un manipulador paralelo de 3 grados de libertad 3SPS + 3PRS
Autores: Zhou, Shenghao; Gao, Houkun; Xu, Chunyang; Jia, Zhichao; Lin, Junzhe; Han, Qingkai; Luo, Zhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado cinemático y análisis de rigidez de un manipulador paralelo de 3 grados de libertad 3SPS + 3PRS
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Eje simétrico
Tobera de escape vectorial
Modelo cinemático
Rendimiento de rigidez
Simulación
AVEN
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El mecanismo de accionamiento de una tobera de escape de vectorización axisimétrica (AVEN) es un manipulador paralelo (PM) de 3 grados de libertad (3-DOF) con un dispositivo de centrado. Según las características del mecanismo de movimiento de la tobera de vectorización, se establece el modelo cinemático 3-DOF de 3SPS + 3PRS PM. Se construyen modelos de postura posicional directa e inversa basados en la arquitectura del mecanismo del PM y el método de vector cerrado. Se derivan las matrices Jacobiana y Hessiana utilizando la teoría de tornillos, y se establecen modelos de velocidad y aceleración. Basándose en el principio de trabajo virtual y combinado con el modelo cinemático del PM, se estableció un modelo de rigidez para analizar el rendimiento de la rigidez. Finalmente, la efectividad del modelo cinemático del PM fue verificada mediante una simulación, y la variación del rendimiento de la rigidez con la postura posicional del PM fue analizada cuantitativamente. Los resultados muestran que la rigidez translacional disminuye con la traslación axial hacia adelante de la plataforma móvil y la rigidez rotacional está principalmente determinada por los parámetros de postura. Este estudio se espera que ofrezca ideas para la modelación cinemática de PM de 3-DOF y proporcione referencias para la aplicación y optimización del mecanismo de accionamiento de AVEN.
Descripción
El mecanismo de accionamiento de una tobera de escape de vectorización axisimétrica (AVEN) es un manipulador paralelo (PM) de 3 grados de libertad (3-DOF) con un dispositivo de centrado. Según las características del mecanismo de movimiento de la tobera de vectorización, se establece el modelo cinemático 3-DOF de 3SPS + 3PRS PM. Se construyen modelos de postura posicional directa e inversa basados en la arquitectura del mecanismo del PM y el método de vector cerrado. Se derivan las matrices Jacobiana y Hessiana utilizando la teoría de tornillos, y se establecen modelos de velocidad y aceleración. Basándose en el principio de trabajo virtual y combinado con el modelo cinemático del PM, se estableció un modelo de rigidez para analizar el rendimiento de la rigidez. Finalmente, la efectividad del modelo cinemático del PM fue verificada mediante una simulación, y la variación del rendimiento de la rigidez con la postura posicional del PM fue analizada cuantitativamente. Los resultados muestran que la rigidez translacional disminuye con la traslación axial hacia adelante de la plataforma móvil y la rigidez rotacional está principalmente determinada por los parámetros de postura. Este estudio se espera que ofrezca ideas para la modelación cinemática de PM de 3-DOF y proporcione referencias para la aplicación y optimización del mecanismo de accionamiento de AVEN.