基于并联机器人技术的新型直剪仪设计与分析

以并联机器人技术为切入点,提出了一种可实现空间三维移动的大型直剪仪设计与分析方法.通过分析现行土工合成材料直剪试验存在的问题,给出了面向应用的直剪仪设计原则,并综合了一种并联机器人驱动机构,以此为基础设计了一种可实现空间各向移动的大型直剪仪设备;基于并联机构影响系数法分析了直剪试验过程,建立了驱动机构输入运动与土样剪切运动之间的映射,获得了表征这种映射关系的运动学、动力学模型.结合相关规范制定了各结构参数,通过数值算例考察了直剪试验过程中位移、速度、力的变化规律,并分析了土工合成材料各向异性力学特性.该研究成果可用于新型直剪仪生产与控制,同时也为并联机器人技术在交通运输行业中的进一步研究和应用奠定了基础.