题目：用于三轴机床的广义并联加载机构的设计与研究

随着制造业水平的提高，数控机床的需求量逐年递增且已经成为现代制造业的关键设备，然而由于缺乏有效的检测手段，使得国产机床的可靠性同国外的机床存在较大差距，这在很大程度上限制了国产数控机床的国际竞争力。并联机构同串联机构相比拥有多个优点和独特性质，已经被广泛研究且成功应用于运动模拟器、并联机床等诸多领域。基于此本文设计了一个能够用于对三轴数控机床加载的并联加载装置，并对相关设计理论进行了研究。具体内容如下：

根据课题提出的技术要求同时结合并联机构的特点，对能够实现目标运动的并联加载机构的构型进行了选择，并从理论上证明了选用的3P(4S)机构的运动特性。为保证后续对机构准确的进行分析，建立了机构的运动学模型，得到机构的位置正反解、速度和加速度方程。利用ADAMS运动仿真和MATLAB理论计算，对所建运动学模型进行了验证。

采用极限边界搜索法绘制了机构的工作空间。详细分析了机构结构参数对工作空间和灵活的影响规律，以此为基础在考虑支链干涉的条件下优化了机构的主要结构参数。采用Solidworks对机构进行了详细的设计与建模。建立机构的静力学方程，从而得到机构主要承力部件部件在指定外载下的承力值，并借助有限元软件ANSYS对关键的承载部件进行了强度校核。根据静力学方程得到的支链所受的最大力和所需的最大驱动力对传感器和驱动部件进行了选型。

为了提高控制系统的精度，采用凯恩法建立了机构的动力学方程，将其写入控制算法中；在对机构进行运动学分析的基础上，建立了机构的静刚度模型，得到机构的完整刚度矩阵，以最大最小特征值为标准评价了机构在工作空间内的刚度特性。

采用激光跟踪仪完成了机构的运动学标定试验，得到机构结构参数的实际值。对机构进行了简单的加载试验，实验表明基于动力学模型的控制算法能够实现机构的加载且加载效果良好。为后续机构对机床进行实际加载奠定了理论基础。