柔性牵引六自由度并联机构工作空间动态求解方法(6-DOF/FTPM)现代工程学实践

Flexible Tractive 6-DOF Parallel Mechanism Workspace Dynamic Solution Method

Abbr. (6-DOF/FTPM) ^PT

Bowen Wang

六自由度空间运动学与动力学数字化实验关键技术（流/固耦合及形变结构）

6-DOF位姿运动稳定性控制 | 可变工作空间求解创新方法 | 智能结构多场耦合动力学控制 | 多目标优化与力旋量求解 | 动态缆索张力与空间多向受力平衡分析

柔性牵引六自由度并联机构工作空间动态求解方法，以下简称(6-DOF/FTPM) ^PT，有助于提升机构运动学动力学相关工程问题的解决，结合结构形变和多场耦合问题，将给现代工程学应用技术带来性能升级：

1、应用(6-DOF/FTPM) ^PT技术的风电机组在多种风场条件下，将叶片主轴采用多自由度机构，主动式收集风能，有利于风能高效利用，风电机组叶片采用主动式动态叶片之后，在全寿命期内，叶片角度可以结合风场风能周期性/随机性变化条件，实现自动变换算法与受力流/固耦合与智能结构形变能力，极大提高风能发电效率。同时也将用于规避台风/涡旋等不规则湍流影响；

2、应用(6-DOF/FTPM) ^PT技术的固定翼/倾转旋翼机翼翼面角度可以随航速变化和空气动力影响，机翼结构主动控制翼面形变，随之调整机身动态姿态，形成新一代高速无人飞行器机身结构；

3、热辐射条件下，微观结构/机构受热造成结构形变，会引起结构被动变形，所以使用(6-DOF/FTPM) ^PT技术，可以实现微观结构/机构主动发生结构形变抵消被动变形带来的机构破坏，从而形成新的空间位置姿态，其意义在于可以保持微观机构结构完整和安全，也可以保持机构空间精确位置，这对于半导体纳米级单元多自由度光刻技术具有关键支撑作用；

4、空气/液体流场条件下，当产生随机力场或非线性受力影响时，桨片机构可变换叶片角度，保护桨片机构结构安全，降低噪音和振动影响，同时诸如飞艇及潜航装备空间位姿角度将按照(6-DOF/FTPM) ^PT技术形成新的航迹规划算法，及时调整航向和姿态控制算法，满足流/固耦合问题求解方案，避免出现自主航迹出现失控；

5、应用了(6-DOF/FTPM) ^PT技术的柔性智能结构，可以准确预测计算柔性橡胶轮胎因高速动态受力引起的六自由度形变，采用(6-DOF/FTPM) ^PT核心算法可以进行柔性曲面体表面受力和体姿态多向受力约束计算，获得极限位姿角度高速运动状态下的轮胎轴向稳定性；

6、应用了(6-DOF/FTPM) ^PT技术的高速越野车辆，其簧上六自由度车身与整车十自由度控制系统算法，在车辆高速运动中和路面环境条件形成多体动力学作用影响下的稳定性控制，并及时调整车身悬架系统阻尼效果和机械悬架之间的反馈并吸收被动冲击能量；

7、空中柔性加油机输油管/新一代激光炮塔等军用装备应用了(6-DOF/FTPM) ^PT技术，可以实现多目标位置与姿态之间的流场与结构形变之间的耦合，极大提升装备动态行进过程中的稳定性和动态目标靶向精度和多体动力学工程应用效果；

(6-DOF/FTPM) ^PT技术，将使机械运动摆脱平面运动的约束，实现单点六自由度动态主动式靶向运动控制关键技术，开拓机械六自由度机构运动学动力学领域新局面。

王博文©

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