一平移两转动并联运动振动筛动力学建模与精度分析

沈惠平 肖思进 尤晶晶 杨廷力

(1.常州大学现代机构学研究中心， 常州 213164; 2.南京林业大学机械电子工程学院， 南京 210037)

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研究表明，多维并联运动振动筛透筛环境好、筛分效率高，能克服传统振动筛运动轨迹单一、筛孔易阻塞等问题[1-4]。文献[5-7]对单输入三维并联振动筛进行了拓扑和运动分析，并通过EDEM软件优选出三维并联振动筛主机构，并进行了样机筛分实验，但没有进行并联振动筛的动力学分析。

动力学建模是并联机构进行动态分析、动力学优化设计及控制的基础。常用的机构动力学建模方法主要包括动力学普遍方程[8-9]、Newton-Euler法[10]、拉格朗日法等[11]。陈子明等[12]采用动力学普遍方程对空间3自由度3-UPU并联机构进行了动力学分析，得到机构在发生定轴转动时的动力学特点。韩博等[13]基于螺旋理论和动力学普遍方程，对四面体可展机构进行动力学建模与分析，并验证了其可行性。贾晓辉等[14]基于动力学普遍方程，实现了3-RRPR柔性精密定位工作台的高频控制。韩佩富等[15]对6-DOF并联机器人采用加速度及作用力正交分解的方法，将Newton-Euler动力学模型归结为一个简单、可用于实时计算的模型。王庚祥等[16]考虑关节摩擦效应采用Newton-Euler法对4-SPS/CU并联机构进行了逆动力学分析，证明关节摩擦力对机构驱动力影响显著。李研彪等[17]在考虑关节摩擦情况下使用Newton-Euler对5-PSS/UPU并联机构进行了逆动力学建模，同时进行了算例仿真。陈修龙等[18]用Lagrange方程建立了4自由度4-UPS-RPU 冗余驱动并联机构逆动力学模型。刘善增等[19]基于有限元理论、运动弹性动力分析方法和Lagrange方程，建立了3-RRS柔性并联机器人的动力学模型，并进行了数值验证。……