【摘 要】
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为了确保飞行设备在轨运行时具有良好的安全性和可靠性,需要在地面对其进行充分的微重力模拟试验。半物理仿真系统是试验的关键技术之一,而半物理仿真的主体部分是由运动模拟器组成。为了真实模拟出设备在空间中的运动状态,运动模拟器需要具备刚度高、承载力大、便于控制（低耦合性）等特性。于是本文提出了一种新型3-P（PCR＆PCPR）R六自由度并联机构运动模拟器,其具有工作空间大、刚度强和便于控制（低耦合性）的特
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为了确保飞行设备在轨运行时具有良好的安全性和可靠性,需要在地面对其进行充分的微重力模拟试验。半物理仿真系统是试验的关键技术之一,而半物理仿真的主体部分是由运动模拟器组成。为了真实模拟出设备在空间中的运动状态,运动模拟器需要具备刚度高、承载力大、便于控制（低耦合性）等特性。于是本文提出了一种新型3-P（PCR＆PCPR）R六自由度并联机构运动模拟器,其具有工作空间大、刚度强和便于控制（低耦合性）的特点。本文该3-P（PCR＆PCPR）R并联机构运动模拟器进行了分析,主要研究内容如下:根据模拟设备实际运行要求,确定了并联机构运动模拟器的设计指标;基于设计指标,本文在2-PCPR/PCPU五自由度弱耦合并联机构的基础上,提出一种能够满足运动模拟器使用要求的3-P（PCR＆PCPR）R并联机构;分析了该3-P（PCR＆PCPR）R并联机构的自由度和耦合度,确定该机构为六自由度弱耦合并联机构;同时,基于螺旋理论进行了机构驱动输入的选取。根据机构的几何关系对该并联机构进行了运动学分析,建立了该并联机构的位置逆解方程,推导出该并联机构的逆雅可比矩阵;通过MATLAB和ADAMS对机构进行了仿真计算,验证了机构运动学模型的正确性;采用搜索法对机构工作空间进行了分析;基于拉格朗日法建立了机构的动力学模型,得到了机构驱动力与外力负载之间的映射矩阵;通过MATLAB和ADAMS对机构进行了仿真计算,验证了机构动力学模型的正确性。对并联机构的静力学及静刚度进行了分析;求解出机构的柔度矩阵和刚度矩阵,建立了该并联机构的静刚度模型;分析了不同参数对并联机构灵巧性的影响;对并联机构整体处于不同工况下进行了有限元静力学分析,得出其在不同工况下的静刚度满足要求。
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