[发明专利]一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺

权利要求书

1.一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺，其特征在于包括以下步骤，

S1.定义天线各个铰点坐标，六个杆的分支铰点在上平台坐标系中的坐标B_i＝(X_i Y_iZ_i)(i＝1…6)，六个杆的分支铰点在下平台坐标系中的坐标a_i＝(x_i y_i z_i)(i＝1…6)，共计36个参数，所述参数根据空间结构分为n₁-n_i组；

S2.建立构型，由上述参数中初始位置时n₁组所对应参数设立为初始构型，采用运动学反解计算初始构型所对应杆长，该构型的初始杆长l_i0和所需要的最大杆长l_max；

S3.判断是否满足约束条件，设定分支杆两端的固定件部分所预留的安装长度为l，判断是否满足l_i0＞l+3l_max，若不满足l_i0＞l+3l_max，则返回步骤S2计算下一组直至满足l_i0＞l+3l_max；

S4.将该构型下允许的动平台动作范围进行分组，分组方式为动平台位于各个不同位姿状态下的位置所对应的坐标，得到离散化的m1-mi组；

S5.计算各杆受力，

由m1组开始，根据力平衡方程计算求解m1下的六个杆的受力f＝[f₁ f₂ f₃ f₄ f₅ f₆]^T，计算完成后计算下一组直至得到mi组的六个杆的受力；

S6.将天线俯仰角渐变增加，增加量为α，α取值范围为1度-10度，每次天线俯仰角增加后重复执行步骤S4-S5，直至得到天线仰角为90度时的各杆受力得到0度-90度状态下m1-mi组对应的六杆受力；

S7.计算下一空间结构分组n所对应的0度-90度状态下m1-mi组对应的六杆受力，直至完成n_i的计算，将所有计算结果组成受力模型库；

S8.判断最佳构型，选取受力模型库中力刚度矩阵最大所对应的构型n作为最优构型；

S9.加工分支杆和上平台(4)、下平台(5)，根据最优构型n进行加工得到对应分支杆的长度，并将分支杆对应的配装至上平台(4)、下平台(5)之间。

2.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺，其特征在于，所述的步骤S2的计算初始构型所对应杆长的计算方法为，

定义下平台的三个欧拉角为α、β、γ，则从下平台到上平台的旋转变化矩阵为：利用旋转变换矩阵将下平台铰点在下平台坐标系中的坐标转换为下铰点在上平台坐标系中坐标，即A_i＝Ta_i+P(i＝1…6)，其中T为上述旋转变化矩阵，P为下平台坐标系原点相对于上平台坐标系的位置矢量，然后利用运动学反解，计算坐标差即l_i＝|A_i-B_i|，Ai下平台铰点坐标，Bi为上平台铰点坐标，计算构型的初始杆长l_i0和所需要的最大杆长l_max。

3.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺，其特征在于，所述的步骤S5的求解m1下的六杆受力过程为，

利用螺旋理论建立数学模型；当以力旋量表示六个轴力时，考虑动平台的平衡，六个杆的力螺旋之和应与平台的六维力相平衡，列出螺旋方程：式中，f_i为第i个杆受到的轴力，为第i杆轴线对固定坐标系的单位线矢，F及M分别为平台上作用力的主矢和对坐标原点主矩，将上述螺旋方程改写为矩阵形式的平衡方程：

式中，为作用在动平台上的六维外力，f＝[f₁ f₂ f₃ f₄f₅ f₆]^T，为各分支杆上所受的力，为力雅克比矩阵，其表达式为

4.根据权利要求1所述的一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺，其特征在于，步骤S8中力刚度矩阵为六杆受力最大值最小且受力均衡所对应的矩阵模型。