并联机构静力学建模与仿真：Delta机构的力分析

"本文主要探讨了主从动臂在激光测高卫星icesat-2云检测中的受力分析，以及一种并联机构的静力学建模方法和仿真。文章详细阐述了主、从动臂（B3C3杆）的受力情况，包括动平台作用力、杆自身重力以及力矩作用，并给出了力在坐标轴上的投影计算。同时，提到了由于四边连接处的转动副特性，使得特定轴向的力矩为零。文章还介绍了以Delta并联机构为例，考虑连杆实际重力的静力学模型建立，该模型能精确计算出电机驱动力以维持机构平衡。通过Matlab的Simulink/SimMechanics模块进行了仿真验证，证明了模型的准确性。" 在主从动臂的受力分析中，重点在于理解B3C3杆在激光测高卫星任务中的力学行为。杆B3C3受到来自动平台的力FC3、杆A3B3的力FB3以及自身的重力G13。这些力在坐标系C3-xc3yc3zc3中分别有明确的投影，如重力G13在xc3轴的投影可通过向量分解计算得到。考虑到四边形连接的转动副特性，杆A3B3无法传递zc3轴的力矩，导致B3点和C3点在该轴的力矩为零。此外，对B3点和C3点在xc3轴的力矩进行了定义，并与四边形结构短边的角度φ3关联，这有助于分析力矩平衡。 在并联机构的静力学建模方面，传统方法利用矢量力学和虚功原理，但这种方法在考虑杆件重力时可能降低精度。为解决这一问题，文章提出了一种新的建模方法，以Delta并联机构为实例，充分考虑连杆的实际重力。通过对每条支链独立的静力学分析，建立了一个能精确计算在任意位姿下驱动电机所需力矩的模型。这一模型在给定输出力的情况下，可以有效地预测保持机构平衡所需的驱动力。 为了验证模型的有效性，使用Matlab的Simulink/SimMechanics工具进行了仿真。通过不同输出力和位姿的仿真测试，模型的正确性得到了验证，表明了该方法在并联机构分析中的实用价值。该研究对于理解和优化激光测高卫星云检测系统的机械性能，以及设计高效稳定的并联机构具有重要意义。