按照結構劃分可將機器人分成三類，其中球面結構機器人作為三大分支之一，有著重要的應用前景和開發(fā)價值，備受國內外學者關注。而3-UPS/S移動驅動球面并聯(lián)機構，又作為球面3自由度并聯(lián)機構中以移動副作為驅動關節(jié)的優(yōu)選構型，可將其應用為艦船穩(wěn)定平臺的執(zhí)行機構，本文以3-UPS/S球面并聯(lián)機構為研究對象展開研究，主要內容如下： 建立了3-UPS/S球面并聯(lián)機構姿態(tài)正、反解模型、速度和加速度模型，并基于設計空間理論，建立了該機構的設計空間。 借助3-UPS/S球面并聯(lián)機構姿態(tài)反解模型，綜合考慮運動副轉角范圍和連桿干涉等運動學約束條件，采用計算機編程搜索的方法求解了該機構實際工作空間。定義了衡量機構動平臺的自轉能力和偏轉能力的性能指標，并在設計空間內繪制了相應指標的性能圖譜，對機構的自轉能力和偏轉能力進行了分析。 基于Jacobian矩陣代數法，分析了3-UPS/S球面并聯(lián)機構的奇異位形，定義了機構規(guī)避奇異能力的性能評價指標，并在設計空間內繪制了相應的性能圖譜，對機構規(guī)避奇異的能力進行了分析。 基于速度、承載力、剛度性能對該機構進行了優(yōu)質工作空間分析，并在設計空間內繪制了相應的性能圖譜，對其在設計空...

【文章頁數】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 并聯(lián)機構的起源
    1.2 并聯(lián)機構的應用
        1.2.1 運動模擬器
        1.2.2 并聯(lián)機床
        1.2.3 微動機器人
        1.2.4 力傳感器
    1.3 3-UPS/S球面并聯(lián)機構的研究現狀
    1.4 性能指標的研究現狀
    1.5 論文選題的意義和研究內容
第2章 3-UPS/S球面并聯(lián)機構運動學分析
    2.1 引言
    2.2 姿態(tài)反解模型
    2.3 姿態(tài)正解模型
        2.3.1 數值正解模型
        2.3.2 Groebner基法正解模型
    2.4 速度模型
    2.5 加速度模型
    2.6 數值算例
    2.7 本章小結
第3章 3-UPS/S球面并聯(lián)機構工作空間分析
    3.1 引言
    3.2 移動驅動3-UPS/S球面并聯(lián)機構設計空間
    3.3 工作空間分析
        3.3.1 影響因素
        3.3.2 求解方法
        3.3.3 表達方式
        3.3.4 求解結果
    3.4 動平臺自轉能力分析
        3.4.1 對稱自轉能力分析
        3.4.2 非對稱自轉能力分析
    3.5 動平臺偏轉能力分析
    3.6 本章小結
第4章 3-UPS/S球面并聯(lián)機構奇異位形分析
    4.1 引言
    4.2 奇異位形的判別方法
        4.2.1 Jacobian代數法
        4.2.2 線幾何法
        4.2.3 奇異的運動學法
    4.3 奇異位形求解
    4.4 動平臺規(guī)避奇異能力分析
    4.5 本章小結
第5章 基于速度、力、剛度性能的優(yōu)質工作空間分析
    5.1 引言
    5.2 拉格朗日方程
    5.3 基于速度性能的優(yōu)質工作空間分析
    5.4 基于承載力性能的優(yōu)質工作空間分析
    5.5 基于剛度性能的優(yōu)質工作空間分析
    5.6 本章小結
第6章 3-UPS/S球面并聯(lián)機構的優(yōu)化設計
    6.1 引言
    6.2 優(yōu)化設計方法
    6.3 同時考慮自轉角和偏轉角的尺寸優(yōu)化設計
    6.4 自轉角和偏轉角圖譜疊加優(yōu)質工作空間圖譜的尺寸優(yōu)化設計
    6.5 單獨考慮偏轉角的尺寸優(yōu)化設計
    6.6 偏轉角圖譜疊加優(yōu)質工作空間圖譜的尺寸優(yōu)化設計
    6.7 尺寸參數的選取
    6.8 本章小結
第7章 3-UPS/S球面并聯(lián)機構動力學分析及仿真
    7.1 引言
    7.2 基于KANE方法的動力學分析
        7.2.1 Kane方法簡介
        7.2.2 速度分析
        7.2.3 加速度分析
        7.2.4 偏速度和偏角速度分析
        7.2.5 廣義主動力和廣義慣性力
        7.2.6 動力學方程的建立
        7.2.7 數值算例
    7.3 基于ADAMS的虛擬樣機仿真
        7.3.1 虛擬樣機技術
        7.3.2 虛擬樣機的Pro/E建模
        7.3.3 虛擬樣機的ADAMS建模
        7.3.4 虛擬樣機的運動學仿真
        7.3.5 虛擬樣機的動力學仿真
    7.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3932256