3-RPS并联稳定平台机构设计及运动学仿真分析

赵万卓，谢英江，孙景工，孟令帅，牛 福

（军事科学院系统工程研究院，北京 100166）

0 引言

越野救护车和医院船在复杂路况下行驶，地面激励会间接作用于人体和设备[1]。低频大幅度的激励作用于人体，会降低伤病员舒适性，加剧病情，影响车内实施的急救工作；作用于设备时，会影响设备的精准性，严重时可能会使设备损坏。现有的车载隔振控制系统大多数是采用被动隔振,不能进行低频率的大幅度主动隔振调节,而采用主动控制的稳定平台可以有效补偿大振幅低频运动[2]。

并联机构由于其承载能力大、无任何累积运动误差、响应快速[3-4]等优点，越来越广泛地被应用于飞行器姿态模拟、雷达轨迹跟踪、扰动隔离等方面。扰动隔离是并联机构应用的重要方面之一，针对车辆或舰船[5]运动过程中存在的大振幅低频运动，通过对并联机构的位姿控制[6]，能改善载具摇晃时人员的乘坐舒适性，或保护精密设备的内部机构不会因摇晃而损坏。

3-RPS机构由Hunt[7]提出，可实现沿Z轴的平动和绕X、Y轴的转动。蔡月[8]基于3-RPS并联机构设计了一种能够为医疗车担架提供良好稳定性的医疗车稳定平台，该平台占用体积为0．31m3。许猛等[9]设计了3-UPS型船载稳定平台以隔离船舶运动对船载设备的影响，采用液压驱动，平台占用体积达9．9 m3。张峰等[10]设计了一种3-RPS并联稳定平台以避免舰船运动对摄像系统的工作造成影响，平台占用体积为0．27 m3。Iqbal等[11]基于二自由度并联机构用鲁棒控制方法改善了海上稳定平台的变载荷问题。……