【摘要】：由于構(gòu)件摩擦磨損、加工精度、裝配誤差的影響,機(jī)構(gòu)中不可避免的存在運(yùn)動(dòng)副間隙,使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度產(chǎn)生極大影響,產(chǎn)生隨機(jī)的不確定性輸出誤差。論文基于間隙等效連桿的分析方法,使由運(yùn)動(dòng)副間隙引起的不確定性輸出誤差可以進(jìn)行定性分析并加以定量計(jì)算;因此針對(duì)高等復(fù)雜機(jī)構(gòu)中普遍存在的運(yùn)動(dòng)副間隙現(xiàn)象,本文從典型的平面和空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)入手,對(duì)考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的并聯(lián)機(jī)構(gòu)輸出誤差進(jìn)行深入研究。論文做了以下工作:1)結(jié)合等效連桿建模思想,將運(yùn)動(dòng)副間隙簡(jiǎn)化為虛擬連桿,建立平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型�；贜-bar旋轉(zhuǎn)定理和關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)空間(JRS),將平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的輸出誤差問(wèn)題轉(zhuǎn)化為連桿機(jī)構(gòu)的可動(dòng)性分析問(wèn)題。2)對(duì)平面單閉環(huán)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的輸出誤差進(jìn)行研究,以2-dof五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)為對(duì)象,利用所建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型,深入研究運(yùn)動(dòng)副間隙影響下的輸出誤差,并繪出了精確誤差范圍;針對(duì)平面多自由度多閉環(huán)并聯(lián)機(jī)構(gòu),基于全微分機(jī)構(gòu)誤差分析理論,引入二級(jí)桿組特性,提出運(yùn)用模塊化的方法研究機(jī)構(gòu)的輸出誤差,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)計(jì)算用于連桿機(jī)構(gòu)的拓?fù)渥R(shí)別,推導(dǎo)出正向求解末端位移和逆向求解角度偏差的表達(dá)式。輔以平面2-dof七桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)分解計(jì)算實(shí)例,驗(yàn)證了所提方法的有效性。3)針對(duì)平面3-dof對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu),以連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)性極限特征為基礎(chǔ),從眾多導(dǎo)致誤差的因素中分離出了運(yùn)動(dòng)副間隙一項(xiàng),實(shí)現(xiàn)所有平面3-RRR機(jī)構(gòu)處于極限位置誤差構(gòu)型;基于帶移動(dòng)副的平面多桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)則,統(tǒng)一移動(dòng)副和旋轉(zhuǎn)副兩種誤差模型,研究帶移動(dòng)副的拓?fù)錁?gòu)型,繪出了機(jī)構(gòu)最大誤差范圍分布。4)結(jié)合虛位移原理,對(duì)考慮運(yùn)動(dòng)副間隙影響下空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差問(wèn)題進(jìn)行研究,得出輸出姿態(tài)誤差函數(shù);針對(duì)空間旋轉(zhuǎn)副,球面高副的不同接觸類型,建立運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型,利用所得誤差函數(shù)分別求解三種運(yùn)動(dòng)副的輸出誤差最值,通過(guò)三自由度Delta機(jī)構(gòu)實(shí)例,得出了相應(yīng)的誤差區(qū)域邊界值結(jié)果。論文對(duì)于指導(dǎo)并聯(lián)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì),合理選擇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副間隙值,使誤差區(qū)域在安全可控的誤差范圍之內(nèi)具有一定的工程實(shí)際意義,為后續(xù)提出減小誤差的方法和設(shè)計(jì)補(bǔ)償提供一定理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

工作精度成為衡量一個(gè)機(jī)器人研發(fā)成功與否的重要標(biāo)志，很多的應(yīng)用車間也高精密的機(jī)器人。尤其是在一些需要精密操作的行業(yè)，例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，沿學(xué)科研究機(jī)構(gòu)開始用精密并聯(lián)機(jī)器人代替人來(lái)進(jìn)行手術(shù)操作，電子集成加業(yè)也需要高精密的分揀機(jī)器人來(lái)完成絕大部分的工作，所以機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)開始向著高精密，高可靠性的方向發(fā)展與研究，機(jī)器人面對(duì)日益復(fù)雜的工作與環(huán)境，，功能更加復(fù)雜，任務(wù)更加多樣化。提高機(jī)器人的操作精度在當(dāng)下的發(fā)展過(guò)程中顯得尤為重要，在實(shí)際的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)當(dāng)中，機(jī)械系統(tǒng)通過(guò)機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)要求和力學(xué)傳遞等，而機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件是通過(guò)運(yùn)動(dòng)副鉸鏈連接常機(jī)構(gòu)越復(fù)雜、功能越強(qiáng)大、構(gòu)件越多，需要采用的運(yùn)動(dòng)副也越多。由于并構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，桿件和運(yùn)動(dòng)副鉸鏈在加工和裝配過(guò)程中不可避免的存在間隙長(zhǎng)等誤差，運(yùn)動(dòng)輸出誤差存在多樣性和不確定性，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)精度具有隨機(jī)性[1以研究和分析平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)和空間并聯(lián)機(jī)器人的誤差顯得尤為重要。

間隙量變得更大，同時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的噪音，降低機(jī)械效率[9]。在實(shí)際的并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，動(dòng)副間隙來(lái)源主要有三處，其一是要保證正常運(yùn)動(dòng)所必需設(shè)計(jì)的，加工形成的則裝配間隙[10-11]，其二是運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件加工、制造和裝配過(guò)程中，必然會(huì)存在一的誤差，其三是機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)下，不斷正常運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件摩擦與磨損而起的運(yùn)動(dòng)副間隙[12-13]，如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH112

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707836