一種確定軌跡的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與分析
發(fā)布時(shí)間:2022-01-20 18:53
本論文針對能精確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的平面軌跡提出了一種新型導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,該類機(jī)構(gòu)為非對稱式的兩支鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu),一側(cè)支鏈為串聯(lián)機(jī)構(gòu),為機(jī)構(gòu)提供力的支撐;另一側(cè)支鏈為帶有移動副的五桿機(jī)構(gòu),通過移動副的往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)位移補(bǔ)償,從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)精確軌跡的目的。整體機(jī)構(gòu)為冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu),導(dǎo)引支鏈在精確實(shí)現(xiàn)軌跡的同時(shí),可以帶動與導(dǎo)引支撐支鏈運(yùn)動。機(jī)構(gòu)通過兩條支鏈的協(xié)調(diào)運(yùn)動,使得末端操作器在運(yùn)動過程中,所受的力與速度始終保持一致。這一設(shè)計(jì)不僅克服了串聯(lián)機(jī)構(gòu)精度受限的缺點(diǎn),同時(shí)也可通過五桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)軌跡的精確導(dǎo)引。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)預(yù)期的目的,首先,確定了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則基于螺旋理論綜合出一系列的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)并畫出相應(yīng)的三維簡圖,結(jié)合應(yīng)用選擇其中一種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。其次,根據(jù)所選的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)類型進(jìn)行運(yùn)動學(xué)與性能分析,對導(dǎo)引機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)正逆解的求解、工作空間的計(jì)算以及速度雅克比矩陣的計(jì)算,基于雅克比矩陣對機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜剛度、靈巧性的分析,并與串聯(lián)機(jī)構(gòu)的相關(guān)性能進(jìn)行對比,從而驗(yàn)證機(jī)構(gòu)性能的優(yōu)越性;對機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬樣機(jī)的仿真與軌跡規(guī)劃研究,將機(jī)構(gòu)的三維模型導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行運(yùn)動仿真分析,將仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比,從...
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
定位臂的U型槽
0.05毫米,否則直接影響動車組的行車安全。目前唯一可行操作的方法為手工研??磨,但是經(jīng)過機(jī)器的粗加工后的定位臂,留出的操作空間也只有0.05毫米左右,??相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑。如圖1-2是定位臂的整體效果圖:??讀??圖1-2轉(zhuǎn)向架上的定位臂??Fig.?1-2?The?positioning?arm?of?the?bogie??圖1-3定位臂的U型槽??Fig.?1-3?U-type?trough?of?the?positioning?arm??其中定位臂的厚度為60mm,定位臂中間凹口的寬度約為50mm?(實(shí)際的轉(zhuǎn)向??架定位臂中間凹口形狀為八字形,兩平面間存在微小角度),定位臂中間凹口的深??度為35?60mm,如圖1-3所示。如果將兩個(gè)相鄰定位臂稱為一組定位臂,則每組??2??
是基于軌跡生成綜合。??1.2.1軌跡綜合研究現(xiàn)狀??圖1-4所示的是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)末端輸出點(diǎn)的曲線圖譜[9],曲線的形狀跟位置取??決于連桿機(jī)構(gòu)的各桿長與連桿的位置。對于平面曲線,連桿機(jī)構(gòu)都可以近似實(shí)現(xiàn),??軌跡綜合有實(shí)現(xiàn)精確點(diǎn)的軌跡綜合與實(shí)現(xiàn)連續(xù)曲線的軌跡綜合兩大任務(wù)。對精確??點(diǎn)軌跡實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是任意兩點(diǎn)之間的軌跡沒有嚴(yán)格的要求,從而根據(jù)給定有限的??離散點(diǎn)綜合出相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu),使得連桿機(jī)構(gòu)的輸出曲線精確地通過給定點(diǎn)的綜??合;而連續(xù)軌跡綜合則是根據(jù)給定預(yù)期實(shí)現(xiàn)的軌跡函數(shù)或者點(diǎn)集,要求綜合出的連??桿機(jī)構(gòu)的輸出軌跡盡可能的通過給定的軌跡曲線。在進(jìn)行軌跡綜合時(shí),連桿機(jī)構(gòu)通??常無法實(shí)現(xiàn)任意給定的軌跡,一般最多可精確實(shí)現(xiàn)九個(gè)點(diǎn)的軌跡。??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二自由度平面冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)桿件長度的誤差分析[J]. 沈丹峰,葉國銘,王貫超,趙寧. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2017(05)
[2]一種新型具有閉環(huán)單元的高剛度冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)[J]. 趙福群,郭盛,曲海波. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]4-RRS冗余球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)與剛度分析[J]. 曲海波,梁藝瀚,方躍法,周益林. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[4]平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的軌跡綜合方法[J]. 于紅英,趙彥微,許棟銘. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]基于Grassmann線幾何理論的并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)奇異位形研究[J]. 程剛,顧偉,蔣世磊. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[6]基于概率分布的3-UPU機(jī)構(gòu)誤差影響敏感度[J]. 郭盛,王乃玥,方躍法,李霄霄. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(21)
[7]Fourier Descriptors with Different Shape Signatures:a Comparative Study for Shape Based Retrieval of Kinematic Constraints[J]. GE Qiaode Jeffrey. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(05)
[8]基于粒子群算法的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 高朝祥,王充. 食品與機(jī)械. 2011(04)
[9]3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差運(yùn)動學(xué)分析及辨識[J]. 黃鵬,汪勁松,王立平,關(guān)立文. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(11)
[10]基于傅里葉級數(shù)理論的連桿機(jī)構(gòu)軌跡綜合方法[J]. 褚金奎,孫建偉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(13)
博士論文
[1]受控五桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軌跡理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊金堂.武漢科技大學(xué) 2009
本文編號:3599341
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
定位臂的U型槽
0.05毫米,否則直接影響動車組的行車安全。目前唯一可行操作的方法為手工研??磨,但是經(jīng)過機(jī)器的粗加工后的定位臂,留出的操作空間也只有0.05毫米左右,??相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑。如圖1-2是定位臂的整體效果圖:??讀??圖1-2轉(zhuǎn)向架上的定位臂??Fig.?1-2?The?positioning?arm?of?the?bogie??圖1-3定位臂的U型槽??Fig.?1-3?U-type?trough?of?the?positioning?arm??其中定位臂的厚度為60mm,定位臂中間凹口的寬度約為50mm?(實(shí)際的轉(zhuǎn)向??架定位臂中間凹口形狀為八字形,兩平面間存在微小角度),定位臂中間凹口的深??度為35?60mm,如圖1-3所示。如果將兩個(gè)相鄰定位臂稱為一組定位臂,則每組??2??
是基于軌跡生成綜合。??1.2.1軌跡綜合研究現(xiàn)狀??圖1-4所示的是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)末端輸出點(diǎn)的曲線圖譜[9],曲線的形狀跟位置取??決于連桿機(jī)構(gòu)的各桿長與連桿的位置。對于平面曲線,連桿機(jī)構(gòu)都可以近似實(shí)現(xiàn),??軌跡綜合有實(shí)現(xiàn)精確點(diǎn)的軌跡綜合與實(shí)現(xiàn)連續(xù)曲線的軌跡綜合兩大任務(wù)。對精確??點(diǎn)軌跡實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是任意兩點(diǎn)之間的軌跡沒有嚴(yán)格的要求,從而根據(jù)給定有限的??離散點(diǎn)綜合出相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu),使得連桿機(jī)構(gòu)的輸出曲線精確地通過給定點(diǎn)的綜??合;而連續(xù)軌跡綜合則是根據(jù)給定預(yù)期實(shí)現(xiàn)的軌跡函數(shù)或者點(diǎn)集,要求綜合出的連??桿機(jī)構(gòu)的輸出軌跡盡可能的通過給定的軌跡曲線。在進(jìn)行軌跡綜合時(shí),連桿機(jī)構(gòu)通??常無法實(shí)現(xiàn)任意給定的軌跡,一般最多可精確實(shí)現(xiàn)九個(gè)點(diǎn)的軌跡。??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二自由度平面冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)桿件長度的誤差分析[J]. 沈丹峰,葉國銘,王貫超,趙寧. 機(jī)械設(shè)計(jì). 2017(05)
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[4]平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的軌跡綜合方法[J]. 于紅英,趙彥微,許棟銘. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
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[6]基于概率分布的3-UPU機(jī)構(gòu)誤差影響敏感度[J]. 郭盛,王乃玥,方躍法,李霄霄. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(21)
[7]Fourier Descriptors with Different Shape Signatures:a Comparative Study for Shape Based Retrieval of Kinematic Constraints[J]. GE Qiaode Jeffrey. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(05)
[8]基于粒子群算法的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 高朝祥,王充. 食品與機(jī)械. 2011(04)
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博士論文
[1]受控五桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軌跡理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊金堂.武漢科技大學(xué) 2009
本文編號:3599341
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