一种轮式三节三姿态平台的结构设计与仿真分析

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针对行动不便的老年人和下肢有疾的用户的需求,设计了一种基于平行四边形(平行四连杆)联动机构的轮式三节三姿态平台.基于SolidWorks软件建立轮式平台的三维模型;进行力学分析,建立四连杆机构初始角与所需推杆力的关系式,进而优化设计;轮式平台在多姿态变化过程中,应用SolidWorks Motion软件对轮式平台进行运动仿真分析,选用合适的原动机,保证运动平稳,验证机构的可行性.应用有限元分析软件SolidWorks Simulation对轮式平台的关键零部件进行静力学分析,得出结构的应力情况及变形量,以验证多姿态轮式平台是否满足刚度和强度条件.研制一种结构简单巧妙、使用安全、操作方便的基于平行四边形机构的轮式三节三姿态平台,能够提高需要特殊护理人群的生活自理能力,减少对他人的依赖.
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为满足工程需要和减小电机转子系统在高速运转中的振动效应,在设计阶段寻求多目标优化结构.运用改进的Riccati传递矩阵法对其简化并进行分段建模,修改了部分典型单元的状态向量进行动力学分析.结合正交试验和Isight集成优化平台,建立质量匹配和振动特性的多目标优化模型,采用响应面函数(RSM)近似模型和带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解.结果表明:高速电机转子系统的质量下降了 4.8%,1阶固有频率上升了 11.0%,相对应的振幅下降了 11.3%,对于提升电机轴系设计的可靠性和高速运转的稳
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