[发明专利]放射状杠杆加载系统空间初始位置确定方法

权利要求书

1.放射状杠杆加载系统空间初始位置确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：确定杠杆连杆平行时各点初始坐标；

步骤2：假想表面点坐标产生变形增量；

步骤3：判断表面点坐标是否达到真实位置，如表面点坐标达到真实位置则输出各杠杆端点坐标；如表面点坐标未达到真实位置，则由当前表面点坐标、作动器固定点坐标和杠杆端点坐标建立杠杆系统的平衡方程组，然后求解方程组，得到当前杠杆端点坐标，然后重复步骤3直至输出各杠杆端点坐标。

2.如权利要求1所述的放射状杠杆加载系统空间初始位置确定方法，其特征在于，步骤1中先假定杠杆连杆互相平行，根据杠杆长度和连杆长度，确定杠杆端点的位置，以及连接结构表面点的杠杆端点的位置，其中连接结构表面点的杠杆端点即假想的结构表面加载点。

3.如权利要求1所述的放射状杠杆加载系统空间初始位置确定方法，其特征在于，步骤3杠杆系统的平衡方程组的建立过程如下：

杠杆加载系统拉紧状态下，对于第i个杠杆，其两端点为i₁(x_i1,y_i1,z_i1)和i₂(x_i2,y_i2,z_i2)，上级杠杆的一个端点为h₁(x_h1,y_h1,z_h1)为待求量；杠杆中点距离两端点的长度分别为m和n，在试验方案确定的情况下为定值；杠杆上的加载点为i₃，其坐标为向量和分别为杠杆的两个端点与低一级杠杆j和杠杆k中间点的连线，其长度分别为L_j和L_k，为定值；

引入向量i₁j₃及其单位向量

引入系数R和向量

对杠杆i建立非线性方程组：

对于最低一级杠杆，方程组中的j₃和k₃为结构表面的点；对于最高一级杠杆，上述计算过程中的h₁为作动器的固定点，为定值；

按上述方程对所有杠杆建立如公式(10)所示方程组，再组合成整个杠杆系统位移的非线性方程组。

4.如权利要求3所述的放射状杠杆加载系统空间初始位置确定方法，其特征在于，步骤2通过改变表面点坐标对方程组产生扰动的方式实现，结构表面点和作动器固定点的坐标为已知变量，将其代入方程组，使用非线性方程组求解方法解得各个杠杆端点的坐标。

5.如权利要求4所述的放射状杠杆加载系统空间初始位置确定方法，其特征在于，将杠杆连杆互相平行时杠杆端点的位置以及连接结构表面点的杠杆端点的位置代入非线性方程求解即可得到杠杆端点真实的空间位置i₁(x_i1,y_i1,z_i1)和i₂(x_i2,y_i2,z_i2)。