【摘要】：并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)器人相比,具有承載力強、運動精度高、無累計誤差、動態(tài)性能優(yōu)越等一系列優(yōu)點。少自由度并聯(lián)機(jī)器人由于具有結(jié)構(gòu)較簡單、成本較低等特點而成為當(dāng)前研究的熱點,在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮越來越重要的作用。本文的研究對象是一款新型的五自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)。全文對這款并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能進(jìn)行了研究,主要包括運動學(xué)以及動力學(xué)性能分析。本文主要從以下幾個方面對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究:(1)運動學(xué)分析。以一款4-SPS/2-RPS構(gòu)型的5自由度并聯(lián)機(jī)器人為研究對象,首先對該機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)特性和工作原理進(jìn)行了分析,并確定機(jī)構(gòu)自由度;然后根據(jù)機(jī)構(gòu)的位姿參數(shù)之間的約束關(guān)系,建立空間5自由度機(jī)構(gòu)的運動學(xué)方程,采用數(shù)值法和解析解求出該機(jī)構(gòu)的正反解。使用矢量回路推導(dǎo)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣,利用雅可比矩陣得到的三種運動性能指標(biāo)分析了該機(jī)構(gòu)的奇異性。(2)在此基礎(chǔ)上分析了機(jī)構(gòu)的工作空間,通過給定機(jī)構(gòu)動平臺的位置,獲得了不同高度下機(jī)構(gòu)的工作空間。通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動學(xué)反解確定動平臺在某一位姿下的支鏈長度,運用MATLAB軟件搜索出并聯(lián)機(jī)構(gòu)在給定范圍內(nèi)的姿態(tài)工作空間,據(jù)此繪制點集。(3)動力學(xué)分析。利用虛功原理建立了五自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)反解方程分析該機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運動特征,Jacobian矩陣和慣性矩陣將建立運動桿驅(qū)動力和動平臺加速度之間的關(guān)系,在動平臺的軌跡被規(guī)劃的前提下,求解出機(jī)構(gòu)各個驅(qū)動桿的驅(qū)動力。在此基礎(chǔ)上使用MATLAB軟件對機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型進(jìn)行理論數(shù)值分析的驗證。
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242;TH112

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本文編號：2802720