球面并联构型的火箭炮瞄准机设计(2)
近几十年来，并联机构因具备结构紧凑、结构刚度大、承载性能好、运动精度较高等优点，国内外学者越来越重视对其研究，并在机械加工、仿生、军事、生物医疗等领域得到越来越多的应用。本文将一个特殊并联机构作为近程反导武器的发射平台，并对其进行了相关研究。
1.2 球面并联机构的发展研究
1.2.2 球面并联机构的应用
1.3 新型数控机床 1.4 仿生眼系统
1.3 本论文主要研究内容
本文以解耦球面机构发射平台为研究对象，运用球面解析理论、结构动力学等理论，以及建模设计辅助工具，对该种球面机构进行结构构型设计和相关理论分析，以指导球面机构作为近程反导发射平台的分析及研究工作，主要内容如下：
1.根据机构的功能和要求，对球免发射平台进行构型设计，选择球免机构的智联结构布局、对应的支链构件配置。
2.根据球面解析理论，运用正反解进行分析，由位置方程求解出输入输出关系。得到球免机构的角度范文分析，为后续设计打下基础。
3.根据解耦特性，对机构的主要尺寸参数设计。设计定平台，连架杆，连杆，动平台上转动副的转动中心位置，使它们共轴心；根据要求，选定回转之承的型号，以此设计其他零件；为了互不干涉，具体设计转动半径；为达到设计要求，主要设计动平台与第三个链的连接点；选定减速机等其他零部件。
4.根据载荷要求，设计讨论卸载方式。讨论零件的强度校核。
2 解耦球面并联机构构型
2.1引言
球面并联机构是并联机构类型中一个比较特殊的机构类型，它在平面机构和空间机构之间起着调节的作用。由于球面机构的良好的综合性能，因此它成为各国各个科学研究者的热点与重点。串联机构结构简单，相比之下并联机构要复杂很多。对于特殊的解耦的3-DOF球面并联机构，科学者们对其解耦特性进行了研究与介绍。球面机构的不同类型，使它们在不同的领域内有不同的应用，依据机构设计理论和分析方法选择合适的构型。
2.2 解耦理论条件
根据设计要求的运动分析，解耦就是要机构的运动顺序不受制约。运动耦合的机构，如果不解耦，在实际应用中，要考虑运动副的运动次序，将会使结构效率低下，达不到实际运用中高机动性的要求。因此，该结构必须解耦。
就的基本原理：当输出构件的位置以及姿态的部分参数，取决于支链中输入副的输入时，并联机构则有部分控制解耦。而对于球面并联机构，解耦的条件是：所有支链的转动副轴线必须交于球心，动平台上与回转之承的两个转动副拱轴线。运动解耦机构便于控制，对运动精度要求高。
2.3球面并联机构总体构型设计
2.3.1 设计要求
并联机构通过并列布置的运动支链将下平台（底座）与上平台（动平台）联结，实现动平台多自由度运动，其优良性能受到了广泛关注并已获得一定应用。
以前曾用杆式并联机构作为火箭炮瞄准机的实例，但其回转运动范围较小，限制了其应用推广。针对弹射发射防空火箭时，有后坐力、大射角、全方位、快速响应的特点，拟采用一种解耦球面并联机构作为该火箭炮的瞄准机，可望全面满足要求。
该球面机构定平台三个转轴线2交汇于一点且空间互成90°角，水平面内呈120°分布。球面曲柄-球面连杆组成的三条支链中的两条与动平台通过“回转支承”同轴连接，负责确定动平台的方位（俯仰和倾侧）；另一条支链的末端与动平台上垂直于“回转支承”的轴连接，负责动平台的回转运动，为了扩大回转运动范围，该支链应背设计成一种能是动平台回转±90°的复合支链（有研究生设计的参考构型）。除运动设计外，该机构还应设计力平衡或卸载装置。