● 摘要
基于刚度大、承载能力强、易于实现高速运动等优点，并联机构被广泛地应用到运动仿真模拟器、对接装配机构、并联机床等相关领域。将其作为模拟船舶运动的实现机构具有较好的可靠性、经济性和安全性，对于在实验室条件下模拟船舶在各种海况中的运动具有重要的意义。本文主要从构型设计、运动学及动力学分析、奇异性分析以及动平台的有限元分析等几个方面对并联摇摆台进行研究。
构型设计是并联摇摆台研究的重要领域。本文设计的并联摇摆台需要模拟船舶的横摇和纵摇运动，并满足一定的运动规律要求。文章提出了四种不同的并联摇摆台构型，并分析比较了每种构型的优缺点，针对本项目的设计要求及特点，确定3UPS/PU并联摇摆台作为最终设计方案。
在并联摇摆台的运动学分析方面，利用姿态转换矩阵对其进行位置反解，确定各支链的行程和并联摇摆台工作时的初始高度，根据其动平台的运动规律，得到了各支链的速度和加速度变化规律；在动力学分析方面，利用力螺旋理论对并联摇摆台进行受力分析，确定各支链的驱动力变化范围。
在并联摇摆台的奇异性分析方面，首先研究了4UPS/PPU并联摇摆台的章动角奇异分布规律，根据旋量互易积理论分析了并联摇摆台处于奇异位姿时的几何特点，得到并联摇摆台会发生一般奇异线丛奇异和奇异线丛奇异的结论。
动平台的结构设计及有限元分析是本文的重点研究内容。首先根据动平台的尺寸以及刚度要求，确定动平台的结构由箱梁、工字钢和钢板组成。利用ANSYS有限元分析软件对动平台进行刚度以及强度分析，并采用零阶优化方法和一阶优化方法对动平台的刚度进行优化设计。对样机动平台进行模态分析和瞬态动力学分析，验证所设计的动平台在运动过程中也能满足刚度要求。