1.基于实时测量数据的并联机构动力学参数求解方法,其特征在于:并联机构包括的支链数量为6,每个支链均包括杆件AiPi和杆件BiPi,杆件AiPi通过U副Ai安装在运动平台上,杆件BiPi通过S副Bi安装在安装平台上,杆件AiPi和杆件BiPi设有P副Pi,测量方法如下:S1:根据杆件BiPi的受力分析,在Bi处建立Bi‑xiyizi局部坐标系,得到杆件BiPi受力的线性无关方程式以及所受力矩的线性无关方程式;根据杆件AiPi的受力分析,在Ai处建立Ai‑xiyizi局部坐标系,得到杆件AiPi所受力的线性无关方程式以及所受力矩的线性无关方程式;
杆件BiPi受力的线性无关方程式(1‑1)以及杆件BiPi所受力矩的线性无关方程式(1‑2)分别为:FBi+FPi+Gt+Fi+Fti=0(i=1…6) (1‑1)B
MGt+MPi+MFpi+Mti=0(i=1…6) (1‑2)式中:
T
FBi‑‑‑‑与固定平台相连的Bi处S副的约束力,即(FBix;FBiy;FBiz) ;
T
FPi‑‑‑‑P副的约束力,即(FPix;FPiy;0) ;
Gt‑‑‑‑BiPi杆件重力矢量,即(Gtx;Gty;Gtz);
T
Fi‑‑‑‑支链驱动力,即(0;0;Fiz) ;3个T
Fti‑‑‑‑BiPi杆件的惯性力,即(Ftix;Ftiy;Ftiz) ;
T
MGt‑‑‑‑重力作用产生的力偶,即(MGtx;MGty;MGtz) ;
T
MPi‑‑‑‑P副的约束力偶,即(MPix;MPiy;MPiz) ;
B
MFPi‑‑‑‑P副的约束力对铰点Bi产生的力偶;
Mti‑‑‑‑杆件BiPi的惯性力矩;
杆件AiPi受力的线性无关方程式(2‑1)及杆件AiPi所受力矩的线性无关方程式(2‑2)分别为:FAi+FPi+Gg+Fi+Fgi=0(i=1…6) (2‑1)A
MGg+MPi+MFpi+MAi+Mgi=0(i=1…6) (2‑2)式中:
T
FAi——与运动平台相连的Ai处U副的约束力,即(FAix;FAiy;FAiz) ;
T
FPi——P副的约束反力,即(FPix;FPiy;0) ;
Gg——AiPi杆件重力矢量,即(Ggx;Ggy;Ggz);
T
Fi——支链驱动力,即(0;0;Fiz) ;
T
Fgi——AiPi杆件的惯性力,即(Fgix;Fgiy;Fgiz) ;
T
Fti——AiPi杆件的惯性力,即(Ftix;Ftiy;Ftiz) ;
T
MGg——重力作用对铰点Ai产生的力矩,即(MGgx;MGgy;MGgz) ;
A
MFPi——P副的约束力对铰点Ai产生的力偶;
T
MAi——运动平台相连的Ai处U副的约束力偶,即(0;0;MAiz) ;
Mgi——杆件AiPi的惯性力矩;
S2:在运动平台的几何中心建立局部坐标系,根据运动平台的受力分析得出运动平台所受的力的关系方程式及运动平台所受外力矩的关系方程式;
运动平台所受力的关系方程式(3‑1)、运动平台所受外力矩的关系方程式(3‑2)为:r1×FA1+r2×FA2+r3×FA3+r4×FA4+r5×FA5+r6×FA6+M=0 (3‑2)式中
T
FA1、......FA6——U副对运动平台的约束反力,即(FAix;FAiy;FAiz) ;
T
Gm——运动平台重力,即(0;0;Gm) ;
T
Fm——运动平台惯性力,即(Fmx;Fmy;Fmz) ;
T
F——运动平台所受外力,即(Fx;Fy;Fz) ;
T
MP1、......MP6——U副对运动平台的约束力偶,即(MPix;MPiy;MPiz) ;
r1、......r6——运动平台几何中心到各铰点矢径;
T
M——运动平台所受外力矩,即(Mx;My;Mz) ;
S3:在杆件BiPi上设置平面散斑,通过高速摄像机分别提取B1P1、B2P2、B3P3、B4P4、B5P5、B6P6杆件随着运动平台位姿变化时的散斑实时图像,计算出应变与应力之间的关系及应力与杆的拉/压力之间的关系,从而得出每个支链中设有平面散斑的杆件的受力方程式;
每个支链中杆件BiPi空间位置根据运动平台位姿变化,在动态外载荷作用下,不同时刻杆件散斑之间相对位置亦发生坐标变化,由此可以计算出应变与应力成正比存在σiz=EεizFtiz=σizs
式中:s‑‑‑‑杆件BiPi截面积;
根据应力与杆的拉/压力成正比,可以得出杆件合力即惯性力,从而得到补充方程式(4):FBiz+Fiz+Gtz+Ftiz=0(i=1…6) (4);
S4:根据S1、S2、S3中的方程式,计算出动态外载荷。