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馈能悬架少自由度并联机构学分析
| 论文题名： | 馈能悬架少自由度并联机构学分析 |
| 关键词： | 汽车;馈能悬架;少自由度并联机构;结构设计;动基座;旋转运动 |
| 摘要： | 馈能悬架是指利用馈能减振器替代传统减振器的一种新型悬架系统，不但可以衰减车身的振动，还可以将悬架振动能量转化为电能，是汽车节能减排的有效手段。为了提高传统能馈装置的能量转换效率，简化结构，增加支撑刚度，本文提出一种新型少自由度并联机构馈能悬架，其将悬架的垂向振动转化为动基座的旋转运动，以驱动馈能电机回收能量。 针对这种新型少自由度并联机构，首先利用旋量理论进行自由度分析，根据支链的约束条件，分别应用位姿变换公式和下降型牛顿迭代法建立该并联机构的位置逆解和位置正解约束方程，并利用一阶影响系数法与二阶影响系数法分别建立并联机构的速度和加速度数学模型。然后定义了该并联机构可达工作空间的评价指标。最后采用空间投影法对连杆速度进行求解，得到三单元体系动基座旋转周期的计算公式，并将其拓展到动基座为正N边形的一般解析表达式，进而探讨了边数N→∞和N→0的可行性。在此基础上提出该机构的可能的变结构运动形式，分析结果表明该类机构的设计计算不但要考虑机构的位移耦合，同时也要考虑杆件在弹性变形过程中的对速度的影响。 为了求得该机构处于某一位置姿态时各构件上的约束反力与反力矩，采用拆杆法对该机构的各部分构件的约束力进行静力学分析，建立了该机构的静力学平衡方程和基于该约束方程的广义坐标系，借助雅克比矩阵建立了操作力和末端执行平台之间的刚度映射矩阵，并定义了刚度评价指标，分析了主要结构参数与该评价指标的相关性。 利用拉格朗日法建立少自由度并联机构馈能悬架系统的动力学模型，应用数值方法对该机构进行可行性分析，采用ADAMS软件对该机构进行了运动学和动力学仿真分析，验证了该机构在悬架振动-电机旋转运动转换方面的可行性，动力学仿真结果表明;该机构具有刚度大、响应快，转化效率高等优点，为其应用到馈能悬架奠定了基础。 |
| 作者： | 黎晓伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 柳江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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