并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣表示了操作空間與關(guān)節(jié)空間之間速度與力的傳遞關(guān)系,是并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能分析與評價的基礎(chǔ)。一般而言,對于大多數(shù)并聯(lián)機(jī)構(gòu),其雅可比矩陣會隨著機(jī)構(gòu)位姿的變化而變化,機(jī)構(gòu)的運(yùn)動和力等各項性能參數(shù)也會隨之變化。倘若并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣在工作空間各位置姿態(tài)下均能始終保持恒定,則機(jī)構(gòu)運(yùn)動與力等各參數(shù)的輸入輸出間映射關(guān)系將維持不變,這將不僅為機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計帶來諸多便利,而且對提高并聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制精度有著重要意義。基于此,本課題將開展對具有恒定雅可比矩陣特性的并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,討論了主運(yùn)動螺旋和恒傳遞螺旋的關(guān)系。給出了移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣保持恒定的判定準(zhǔn)則;基于傳遞螺旋和動平臺自由度性質(zhì),對轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)和混合運(yùn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類,并給出了其雅可比矩陣保持恒定的判定準(zhǔn)則。其次,介紹了恒定雅可比矩陣并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合原理,即首先給出了恒定雅可比矩陣并聯(lián)機(jī)構(gòu)的分支構(gòu)型綜合流程,然后,基于綜合出的各類分支對此類機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建,得到了雅可比矩陣恒定的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的分支構(gòu)成。再次,基于約束螺旋綜合理論和恒定雅可比并聯(lián)機(jī)構(gòu)判定理論,首次系統(tǒng)地綜合了滿足恒定雅可比矩陣判定理論的分支... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Gwinnett提出的并聯(lián)娛樂裝置

是由兩條或兩條以上的開環(huán)運(yùn)動支鏈連接動、靜平臺，以并聯(lián)方式驅(qū)動動平臺的兩個或者兩個以上自由度的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。當(dāng)機(jī)構(gòu)的各個支鏈結(jié)構(gòu)相同時，稱為對稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)，反之，則稱為非對稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)[1]。19 世紀(jì)初葉，法國學(xué)者 Cauchy[2]針對與并聯(lián)機(jī)構(gòu)有關(guān)的一些基礎(chǔ)理論問題做了初步研究。1928 年，美國學(xué)者 Gwinnett[3]發(fā)明了一種娛樂裝置，并于 1931 年投入應(yīng)用(如圖 1-1)。該裝置實質(zhì)是球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)。國內(nèi)外機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)者普遍認(rèn)為該娛樂裝置是并聯(lián)機(jī)構(gòu)第一次與實際應(yīng)用結(jié)合的典型范例。1934 年，美國工程師 Pollard[4]提出了一種用于汽車噴漆的并聯(lián)機(jī)構(gòu)(如圖 1-2)，實現(xiàn)了并聯(lián)機(jī)構(gòu)首次用于工業(yè)生產(chǎn)的突破。為了研究飛機(jī)在著陸時輪胎的受力這一難題，1947 年，英國工程師 Gough[5]發(fā)明了一種新型六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如圖 1-3 所示。該裝置通過任意改變輪胎的位置和方向來檢測輪胎的受力，并于 1954 年交付 Dunlop 工廠正式投入使用(如圖 1-4)。1965年，英國工程師 Stewart[6]進(jìn)一步研究了該空間六自由度機(jī)構(gòu)，發(fā)明了飛行模擬器運(yùn)動仿真平臺，如圖 1-5 所示。

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文MacCallion 和 Pham[8]教授首次利用 Stewart 機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)器人操作器和裝配機(jī)器人隨后，Stewart 機(jī)構(gòu)逐漸成為國際機(jī)器人學(xué)研究的熱點之一，被應(yīng)用到步行機(jī)器人機(jī)器人手腕等領(lǐng)域�，F(xiàn)在，“Stewart Platform”不僅是機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域里空間六自由度聯(lián)機(jī)構(gòu)的代名詞，也是目前實際應(yīng)用最廣的并聯(lián)機(jī)構(gòu)之一。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3自由度轉(zhuǎn)動廣義解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合[J]. 曾達(dá)幸,王華明,樊明洲,王娟娟,侯雨雷.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(03)
[2]完全各向同性解耦2T2R型并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型綜合[J]. 曹毅,秦友蕾,陳海,葛姝翌,周輝.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(07)
[3]完全各向同性解耦3T1R型并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型綜合[J]. 曹毅,秦友蕾,陳海,劉凱,周輝.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[4]無耦合完全各向同性1T1R并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合[J]. 陳海,曹毅,秦友蕾.  中國機(jī)械工程. 2016(05)
[5]基于支鏈驅(qū)動理論的解耦球面轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合[J]. 張帆,張丹.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2011(11)
[6]一種新型四自由度并聯(lián)平臺機(jī)構(gòu)及其位置分析[J]. 趙鐵石,黃真.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2000(06)
[7]欠秩空間并聯(lián)機(jī)器人輸入選取的理論與應(yīng)用[J]. 趙鐵石,黃真.  機(jī)械工程學(xué)報. 2000(10)
[8]串并聯(lián)微動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析[J]. 畢樹生,王守杰,宗光華.  機(jī)器人. 1997(04)
[9]壓電陶瓷驅(qū)動并聯(lián)微動機(jī)器人的研究[J]. 孫立寧,安輝,蔡鶴皋.  高技術(shù)通訊. 1997(03)

博士論文
[1]少自由度無奇異完全各向同性并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合理論研究[D]. 張彥斌.西安理工大學(xué) 2008



本文編號：2964611