针对空间机构系统关节力计算复杂,对3-UPS并联机构关节约束反力进行力学分析,在考虑拉格朗日乘子与空间机构约束反力关系的情况下,基于拉格朗日增广法计算了该空间并联机构的关节反力,同时用牛顿欧拉法对其计算结果进行验证,通过Adams软件与Matlab软件联合仿真,并将两种计算结果进行对比分析。结果表明,两种方法计算所得该空间机构关节约束反力的大小基本一致,误差在0.5%~1.2%之间,误差相对较小,验证了通过引入拉格朗日乘子,运用拉格朗日增广法计算空间机构关节约束反力方法的正确性,为空间机构力学分析提供了一定的参考依据。

并联机构在运动过程中存在弹性变形和刚柔耦合效应,对机构的运动及其稳定性具有较大影响。针对上述问题,以3自由度刚柔耦合并联机器人为研究对象,基于线性多体系统传递矩阵法(线性MSTMM)建立了刚柔耦合并联机器人多体系统模型和拓扑结构模型,推导了整体系统的空间转换方程和动力学方程;通过Matlab软件建立了机器人SimMechanics仿真模型,并基于PID控制策略对机器人进行了轨迹跟踪的仿真研究。结果表明,机器人末端输出的实际运动轨迹与期望轨迹基本吻合,机器人系统运动相对稳定,验证了该建模方法的正确性和有效性,为进一步对并联机构进行研究提供了一定的理论依据。