一种基于新型4-UPS+PSPR并联机构的动感座椅运动学和动力学分析

提出了一种基于新型6自由度4-UPS+PSPR并联机构的动感座椅,该动感座椅由4条UPS型分支和一条PSPR型分支组成,通过将UPS型驱动分支布置在动感座椅的上、下侧,有效提高了动感座椅的转动能力。首先,介绍了动感座椅的构型特点,结合该动感座椅机构分支的闭环矢量方程,得到了机构的运动学反解,求解了动感座椅的速度和加速度,得到了动感座椅的Jacabian矩阵和Hessian矩阵,并采用逐次逼近法求解了该座椅机构的位置正解。其次,考虑了动感座椅各构件的重力和惯性力,采用虚功原理建立了动感座椅的动力学方程。再次,采用边界法求解了4-UPS+PSPR动感座椅的可达工作空间和姿态工作空间。最后,利用MATLAB软件计算了动感座椅的运动学和动力学,并在Simulimk环境下对动感座椅的运动学和动力学进行了仿真,仿真算例表明理论结果完全正确。本文中4-UPS+PSPR型动感座椅的分析方法同样适合于其他并联动感设备。