發(fā)布時間：2024-03-15 18:14

　　本文密切結(jié)合國家電子制造和輕工生產(chǎn)的巨大需求,針對智能手機(jī)外殼的曲面打磨和印刷電路板的定姿態(tài)裝配需要,設(shè)計了一種新型三自由度并聯(lián)手腕,將其串接于四自由度Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)末端,形成一種新型混聯(lián)機(jī)器人。重點(diǎn)研究了新型并聯(lián)手腕的構(gòu)型綜合、自由度、運(yùn)動學(xué)性能、動力學(xué)性能等,最后對該混聯(lián)機(jī)器人的整體運(yùn)動學(xué)、軌跡規(guī)劃、樣機(jī)研制和實(shí)驗(yàn)測試等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。全文主要工作如下:(1)通過構(gòu)型演變法,設(shè)計了一種新型3-RSR(R為旋轉(zhuǎn)副,S為球關(guān)節(jié))并聯(lián)手腕機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)具有2旋轉(zhuǎn)1平移三個自由度,且在運(yùn)動過程中,始終存在一個對稱面,動平臺和基座(也稱定平臺)關(guān)于此平面對稱,動平臺可以繞對稱面內(nèi)的任意直線發(fā)生一定范圍的連續(xù)轉(zhuǎn)動,也可以沿兩平臺中心連線方向進(jìn)行一定范圍的平移。聯(lián)合G-K公式和螺旋理論分析了機(jī)構(gòu)的自由度,從幾何角度證明了機(jī)構(gòu)的對稱性,驗(yàn)證了構(gòu)型設(shè)計的正確性。(2)利用新型并聯(lián)手腕機(jī)構(gòu)特殊的幾何性質(zhì),建立了其等效運(yùn)動學(xué)模型,討論了機(jī)構(gòu)末端(即動平臺)在球關(guān)節(jié)極限擺角約束下的運(yùn)動奇異;利用三維切片法分析了手腕末端在實(shí)際工作空間內(nèi)等高度和定偏轉(zhuǎn)角條件下的旋轉(zhuǎn)性能和平移性能。通過定義并聯(lián)手腕力傳...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景及意義
    1.3 并/混聯(lián)機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.1 并/混聯(lián)機(jī)器人概況
        1.3.2 構(gòu)型綜合研究現(xiàn)狀
        1.3.3 運(yùn)動學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 動力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.3.5 軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.3.6 兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 新型并聯(lián)手腕機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合與自由度分析
    2.1 引言
    2.2 具有大偏轉(zhuǎn)角的兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)手腕構(gòu)型綜合
        2.2.1 基于構(gòu)型演變法的并聯(lián)手腕綜合
        2.2.2 基于法向接觸力和電機(jī)能量損耗的新機(jī)構(gòu)構(gòu)型優(yōu)選
        2.2.3 并聯(lián)手腕的幾何對稱性證明
    2.3 并聯(lián)手腕的自由度計算與分析
        2.3.1 自由度計算
        2.3.2 基于旋量理論的自由度分析
    2.4 兩種不同拓?fù)錁?gòu)型的混聯(lián)機(jī)器人
    2.5 本章小結(jié)
第三章 并聯(lián)手腕機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 位置分析
        3.2.1 姿態(tài)描述方法
        3.2.2 位置正解
        3.2.3 位置逆解
    3.3 奇異性分析
    3.4 工作空間分析
        3.4.1 可達(dá)工作空間
        3.4.2 旋轉(zhuǎn)性能分析
        3.4.3 平移性能分析
    3.5 力傳遞性能分析
        3.5.1 雅克比矩陣
        3.5.2 力傳遞性能指標(biāo)
        3.5.3 算例分析
    3.6 速度分析
        3.6.1 Riemann對稱空間理論
        3.6.2 瞬時速度分析
        3.6.3 計算與仿真
    3.7 本章小結(jié)
第四章 并聯(lián)手腕機(jī)構(gòu)的動力學(xué)建模及性能分析
    4.1 引言
    4.2 并聯(lián)手腕的動力學(xué)建模
        4.2.1 動力學(xué)建模
        4.2.2 計算與仿真
        4.2.3 誤差分析
    4.3 動力學(xué)性能分析
        4.3.1 關(guān)節(jié)空間動力學(xué)方程
        4.3.2 操作空間動力學(xué)方程
        4.3.3 加速度性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 混聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)分析及軌跡規(guī)劃
    5.1 引言
    5.2 混聯(lián)機(jī)器人的位置分析
        5.2.1 位置正解
        5.2.2 位置逆解
    5.3 工作空間分析
    5.4 混聯(lián)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃
        5.4.1 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃
        5.4.2 笛卡爾空間軌跡規(guī)劃
        5.4.3 算例仿真
    5.5 本章小結(jié)
第六章 混聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)平臺及控制系統(tǒng)架構(gòu)
    6.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
        6.3.1 PCB定姿態(tài)裝配實(shí)驗(yàn)
        6.3.2 曲面打磨運(yùn)動模擬實(shí)驗(yàn)
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3928673