發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 04:57

【摘要】：空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)、制造和控制的成本都相對(duì)較低的特點(diǎn)。特別是具有分支完全相同的、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)、具有各向同性的對(duì)稱(chēng)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)更具應(yīng)用潛力。但少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展很不平衡,其中二、三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究基本成熟,而四、五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究較復(fù)雜仍處于起步階段,在一定程度上限制了該類(lèi)并聯(lián)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用。 本文以 4-RPTR 四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。該機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)空間的三維移動(dòng)和繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng),是一種很有應(yīng)用前途的少自由度機(jī)構(gòu)。 論文首先分析了機(jī)構(gòu)的自由度和輸入的合理性,針對(duì)機(jī)構(gòu)的幾何特點(diǎn),建立了機(jī)構(gòu)的約束方程,運(yùn)用連續(xù)法對(duì)該機(jī)構(gòu)的位置進(jìn)行了求解,并進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。 其次針對(duì)機(jī)構(gòu)位置正解僅僅給出數(shù)據(jù)不直觀的缺點(diǎn),利用應(yīng)用軟件VB、AutoCAD、Matlab 混合編程,解決了機(jī)構(gòu)位置正解可視化的問(wèn)題,使設(shè)計(jì)者在很短的時(shí)間內(nèi)就可以再現(xiàn)對(duì)應(yīng)正解的機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖。 利用機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用解析法對(duì)機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間進(jìn)行了分析,并繪制了特定尺寸下的工作空間的形狀,給出了對(duì)應(yīng)的工作空間的體積和截面面積數(shù)值。又根據(jù)機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣,對(duì)機(jī)構(gòu)的奇異位形進(jìn)行了分析。 運(yùn)用虛擬機(jī)構(gòu)法建立了機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣,并以此建立了機(jī)構(gòu)的速度方程,繪制了在動(dòng)平臺(tái)勻速運(yùn)動(dòng)的情況下,機(jī)構(gòu)的輸入速度的變化規(guī)律曲線(xiàn)。 最后以 ADAMS 為平臺(tái),對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類(lèi)號(hào)】：TH112.1
【圖文】：

從而掀起了國(guó)內(nèi)外研究并聯(lián)機(jī)器人的熱潮[5][6]。.1 國(guó)內(nèi)并聯(lián)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)最早從事并聯(lián)機(jī)器人基礎(chǔ)性理論研究的是黃真教授和粱崇高教1991 年，燕山大學(xué)研制出我國(guó)第一臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)如圖 1-1 所示，此基礎(chǔ)上作了很多理論研究。尤其是螺旋理論在研究機(jī)器人方面的應(yīng)為突出，一個(gè)旋量可以表示空間機(jī)構(gòu)的一組對(duì)偶矢量，如可以同時(shí)表量的方向和其作用線(xiàn)的位置；表示剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)中的線(xiàn)速度和角速度；剛體力學(xué)中的力和力偶，這對(duì)于研究空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)是很方便的，黃成把螺旋理論應(yīng)用到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算上，從而解決了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的度計(jì)算問(wèn)題，并運(yùn)用螺旋理論對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的合理性進(jìn)行判別，還成功究了 3-RPS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)。1997 年，清華大學(xué)和天

從而掀起了國(guó)內(nèi)外研究并聯(lián)機(jī)器人的熱潮[5][6]。.1 國(guó)內(nèi)并聯(lián)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)最早從事并聯(lián)機(jī)器人基礎(chǔ)性理論研究的是黃真教授和粱崇高教1991 年，燕山大學(xué)研制出我國(guó)第一臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人樣機(jī)如圖 1-1 所示，此基礎(chǔ)上作了很多理論研究。尤其是螺旋理論在研究機(jī)器人方面的應(yīng)為突出，一個(gè)旋量可以表示空間機(jī)構(gòu)的一組對(duì)偶矢量，如可以同時(shí)表量的方向和其作用線(xiàn)的位置；表示剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)中的線(xiàn)速度和角速度；剛體力學(xué)中的力和力偶，這對(duì)于研究空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)是很方便的，黃成把螺旋理論應(yīng)用到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算上，從而解決了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的度計(jì)算問(wèn)題，并運(yùn)用螺旋理論對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的合理性進(jìn)行判別，還成功究了 3-RPS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)。1997 年，清華大學(xué)和天

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本文編號(hào)：2723548