本文關鍵詞：基于幾何代數(shù)的3-RPS并聯(lián)機構奇異性分析

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【摘要】：空間少自由度并聯(lián)機構最近幾年的發(fā)展很迅猛,因為它在某些工況下比傳統(tǒng)六自由度并聯(lián)機構更有優(yōu)勢。相對于六自由度并聯(lián)機構,少自由度并聯(lián)機構具有結構簡單、制造成本低、控制簡單、動態(tài)響應好等優(yōu)點。少自由度并聯(lián)機構的奇異分析是一個很基礎而又有挑戰(zhàn)性的工作,因為奇異位形是一個機構所固有的性質,是機構的一個重要的運動學特征。在機構處于奇異位形時,整個機構失去了控制,受力情況會惡化。這對機構的安全運作是有害的。在機構實際工作的時候,要避開奇異區(qū)域。本文使用幾何代數(shù)方法對3-RPS并聯(lián)機構進行了奇異位形分析。主要內容包括：詳細介紹了使用幾何代數(shù)來分析少自由度并聯(lián)機構的方法。幾何代數(shù)把幾何條件和代數(shù)方程聯(lián)系在了一起,同時具有幾何關系描述和代數(shù)運算分析上的優(yōu)勢。在運動學建模中使用Tilt ＆ Torsion姿態(tài)角來表示3-RPS并聯(lián)機構的平臺姿態(tài)。對3-RPS并聯(lián)機構進行運動學分析,得到3-RPS并聯(lián)機構的三個球副的位置坐標。得到3-RPS并聯(lián)機構的每個關節(jié)的螺旋表示,再把它們在幾何代數(shù)框架下表示出來。根據(jù)3-RPS并聯(lián)機構的奇異條件表達式,通過在MAPLE中編程計算,得到了3-RPS并聯(lián)機構的奇異位形分布圖,而不是僅僅對機構的奇異表達式進行幾何上的分析。并將結果和已有文獻中的奇異進行校對。分析了3-RPS并聯(lián)機構的約束奇異,在MAPLE中采用數(shù)值搜索的方法,列出了典型的約束奇異位形。也對所得結果進行了驗證和校對。本文的研究工作對其它少自由度并聯(lián)機構的奇異位形研究具有重要的參考價值。
【關鍵詞】：并聯(lián)機構 幾何代數(shù) 奇異性分析 約束奇異
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP242;TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第 1章緒論10-33
• 1.1 課題研究的目的和意義10-29
• 1.1.1 機器人的起源及發(fā)展10-13
• 1.1.2 并聯(lián)機器人的發(fā)展13-15
• 1.1.3 并聯(lián)機器人的典型應用15-25
• 1.1.4 并聯(lián)機器人研究現(xiàn)狀25-27
• 1.1.5 并聯(lián)機器人奇異位形研究27
• 1.1.6 奇異位形研究現(xiàn)狀27-29
• 1.2 幾何代數(shù)目前研究現(xiàn)狀29-31
• 1.3 本文主要研究內容31-33
• 第 2章幾何代數(shù)基礎知識33-40
• 2.1 引言33
• 2.2 幾何代數(shù)的基本代數(shù)元素33-34
• 2.3 幾何代數(shù)的三種積34-36
• 2.3.1 外積34-35
• 2.3.2 內積35-36
• 2.3.3 幾何積36
• 2.4 幾何代數(shù)的基本運算規(guī)則36-38
• 2.4.1 相同單位基底向量之積37
• 2.4.2 正交單位基底向量之積37-38
• 2.4.3 外積的虛性質38
• 2.4.4 可逆性38
• 2.5 對偶38-39
• 2.6 線性相關的運算39
• 2.7 本章小結39-40
• 第 3章幾何代數(shù)分析 3-RPS并聯(lián)機構的一般奇異性40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 并聯(lián)機構運動和約束的幾何代數(shù)表示40-42
• 3.2.1 螺旋在幾何代數(shù)框架下的表示40
• 3.2.2 在幾何代數(shù)中表示分支運動40-41
• 3.2.3 在幾何代數(shù)中表示分支約束41
• 3.2.4 在幾何代數(shù)中表示平臺約束41
• 3.2.5 虛擬關節(jié)41
• 3.2.6 奇異條件在幾何代數(shù)方法中的表示41-42
• 3.33-RPS并聯(lián)機器人的奇異分析42-55
• 3.3.1 三個球關節(jié)的位置43-47
• 3.3.2 分支的運動螺旋47-48
• 3.3.3 一般奇異位形48-55
• 3.4 本章小結55-56
• 第 4章幾何代數(shù)分析 3-RPS并聯(lián)機構的約束奇異性56-65
• 4.1 引言56
• 4.2 約束奇異56-63
• 4.3 本章小結63-65
• 第 5章總結與展望65-66
• 參考文獻66-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務和主要成果73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉辛軍;吳超;汪勁松;BONEVI;;[PP]S類并聯(lián)機器人機構姿態(tài)描述方法[J];機械工程學報;2008年10期

2 吳軍;李鐵民;劉辛軍;王立平;;Optimal Kinematic Design of a 2-DOF Planar Parallel Manipulator[J];Tsinghua Science and Technology;2007年03期

3 黃真,李艷文,郭希娟,高峰;運動物體上三點速度關系及其應用[J];中國機械工程;2003年15期

4 汪勁松,段廣洪,楊向東,朱鐵君,趙廣木,黃田;VAMT1Y虛擬軸機床[J];制造技術與機床;1998年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李艷文;幾類空間并聯(lián)機器人的奇異研究[D];燕山大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張立先;基于幾何代數(shù)的機構運動學及特性分析[D];燕山大學;2008年

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本文編號：1082837