發(fā)布時(shí)間：2021-07-10 22:52

　　面向航空、國(guó)防、智能制造等領(lǐng)域?qū)Ω骶S度靈敏度不同的多維力感知技術(shù)的迫切需求,本文基于“微力感知”的思想,巧妙應(yīng)用近奇異位形作為增力機(jī)構(gòu),將近奇異位形引入到多維力感知機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研發(fā)當(dāng)中,來(lái)提高多維力感知機(jī)構(gòu)不同維度的靈敏度。以近奇異柔性并聯(lián)多維力感知機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,依次開(kāi)展了構(gòu)型分析與構(gòu)型綜合、剛度與靜力映射建模、性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、樣機(jī)研制與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)等方面的研究工作,豐富了多維力感知機(jī)構(gòu)的構(gòu)型,為近奇異多維力感知機(jī)構(gòu)的應(yīng)用提供了新思路。首先,根據(jù)機(jī)構(gòu)在近奇異位形下,在某些特定方向上施加力/力矩時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大內(nèi)力這一特點(diǎn),引入近奇異構(gòu)型設(shè)計(jì)理念�；诼菪碚�,將近奇異理念與柔性并聯(lián)多維力感知機(jī)構(gòu)相融合,分別對(duì)基于六分支、八分支Stewart平臺(tái)以及SS分支的近奇異多維力感知機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計(jì)與構(gòu)型綜合。其次,基于變形疊加原理與變形協(xié)調(diào)條件,對(duì)近奇異構(gòu)型多維力感知機(jī)構(gòu)的剛度模型與靜力映射模型進(jìn)行了理論推導(dǎo),得到了其數(shù)學(xué)表達(dá)式。并通過(guò)ANSYS Workbench對(duì)典型的近奇異六維力感知機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證,得到了典型近奇異六維力感知機(jī)構(gòu)的靈敏度放大倍數(shù)。再次,提出了近奇異度性能指標(biāo)... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

平面3自由度柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)

形來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和力的傳遞與轉(zhuǎn)換[1]，具有傳統(tǒng)剛性機(jī)構(gòu)所沒(méi)有的無(wú)摩擦、無(wú)間隙、精度高以及無(wú)需潤(rùn)滑等諸多優(yōu)點(diǎn)[2]。自上世紀(jì) 80 年代提出以來(lái)，就被廣大學(xué)者所重視。歷經(jīng) 30 多年的迅猛發(fā)展，已經(jīng)在諸如微機(jī)電系統(tǒng)、生物工程、精密測(cè)量與定位、航空航天等領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。多自由度柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)相對(duì)于 6 自由度而言機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)易于確定，加上柔性鉸鏈精度高的特點(diǎn)，經(jīng)常應(yīng)用在高精度領(lǐng)域。Wang 等[3]利用柔性機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種新型平面三自由度納米定位平臺(tái)，該平臺(tái)具有高剛性，高放大倍率，高精度圓軌跡跟蹤和定位等優(yōu)點(diǎn)，如圖 1-1 所示。Dong 等[4]將柔性關(guān)節(jié)融入 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出一種較高精度的可用于在微納米工程領(lǐng)域中的平面機(jī)械手，如圖 1-2 所示。Tian 等[5]基于柔性關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)出一種三自由度高分辨率并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如圖 1-3 所示。Yong[6]等設(shè)計(jì)了一種 3-RRR 柔性微動(dòng)平臺(tái)，如圖 1-4 所示。Zhang 等[7]提出了一種用于控制復(fù)雜微操縱器的設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程，并在 5-PSS/1-UPU 柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)上進(jìn)行了驗(yàn)證。在拓?fù)鋬?yōu)化等方面，在柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)中也有一定的優(yōu)化應(yīng)用研究[8-13]。

圖 1-3 3 自由度柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu) 圖 1-4 柔性微動(dòng)平臺(tái)眾多學(xué)者對(duì)基于柔性關(guān)節(jié)的 6 自由度柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)也有不少的研究。Brouwer等[14]利用柔性梁?jiǎn)卧O(shè)計(jì)了一種 6 自由度微定位平臺(tái)，如圖 1-5 所示.。Wang 等[15]提出了一種具有 6 個(gè)柔性機(jī)械臂的 6 自由度柔性機(jī)械手，其精度可以調(diào)節(jié)，如圖 1-6所示。Yun 等[16]將柔性球鉸用在 8-PSS/SPS 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，設(shè)計(jì)出高精度的微動(dòng)平臺(tái)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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