机械工程学报

作者：卢文娟, 吴美琪, 孙思涵, 曾嘉豪, 曾达幸

单位：1. 东莞理工学院机械工程学院 东莞 523808;2. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004

关键词：驾驶模拟器,主次运动解耦,混联机构,构型设计,参数优化；

基金：广东省自然科学基金(2023A1515012103)、广东高校科研平台和项目-创新团队(自科)(2022KCXTD033)和广东省基础与应用基础研究基金-区域联合基金重点(2023B1515120030)资助项目。

为避免模拟驾驶器中主要运动(核心影响体感方向)性能的局限以及次要运动(体感不敏感方向)性能的冗余，考虑人体感知模拟机理对驾驶模拟器构型设计的物理有效性影响，开展基于主次运动解耦混联机构驾驶模拟器的构型设计与参数优化研究。首先，引入人体感知模拟理论，提出驾驶模拟的“主次运动解耦”与“串并混联”两个特性，发挥并联机构作为影响体感作用的主运动优势，以实现更好的运动学以及动力学性能；辅以串联机构输出次要辅助运动，提高实时性与工作空间；其次，基于自由度交叉分配与主次运动解耦策略，建立考虑人机运动感知中心点重合原则的混联综合准则，提出主次运动解耦混联机构型综合方法；再次，围绕“串主并次”“并主串次”以及“主次混合”三种基本组合类型综合出不同类型驾驶模拟器混联构型，且对比优选出P+P+R+3-RPS基础构型；然后，以运动学求解与参数优化为基础，构建一种六自由度模块化混联驾驶模拟器，并开展工作空间、强度与模态分析；最后，通过对比样机实验中伴随补偿前后的误差范围，验证了主次运动解耦特性在误差补偿、运动控制与体感模拟等方面的优势。该研究为提高驾驶模拟体验提供了新机型及优化思路。

来源：2025年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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