基于UPS-RPU-PU并联机构的液压支架试验台多目标优化

提出一种非对称1T2R型UPS-RPU-PU并联机构，并基于该机构设计一种新型液压支架试验台，以期为解决现有试验台面临的技术难题提供新思路。应用矢量方程法推导出并联机构位置逆解方程；采用方位角和倾摆角描述机构偏置式动平台输出轴的姿态。以螺旋理论为数学工具，建立机构运动/力传递性能指标的解析数学模型。在此基础上，给出优质传递姿态工作空间(GTOW)、全域传递性能指标(GTI)及其波动性能指标的定义和计算方法。依据液压支架加载试验实际需求，建立并联加载装置尺度参数昂贵约束多目标优化模型。采用第2代非支配排序遗传算法(NSGA-II)求得多组Pareto最优解，以供工程设计备选。选择综合性能较优的一组折中解，设计新型液压支架试验台虚拟样机，并利用ANSYS进行3种典型工况下的仿真试验。研究结果表明：基于并联机构的新型试验台具有良好的运动性能和静态特性，可为进一步开展模型样机研制和试验提供理论指导。