本文關鍵詞：一種混聯(lián)平面三自由度混合驅動機構的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)機構的概念局限于具有確定運動的剛性構件系統(tǒng)，是不可控的。傳統(tǒng)的閉環(huán)機構常由恒速電機驅動，只有機構的結構尺寸與其輸出的運動規(guī)律有關，只能近似完成單一的任務和實現末端軌跡曲線上的少數軌跡點，并不能精確完成任意給定的運動。傳統(tǒng)加工機械的主要缺點就是缺少柔性，要想變換系統(tǒng)的輸出運動就必須更改機構的尺寸或類型。但是這種改變通常費用較高并且非常麻煩，甚至不能隨便更換。在這種條件下，混合驅動機構是傳統(tǒng)機構與現代機器人機構成本與性能上的一個良好折中，在理論上能夠比較理想地結合機器人機構的靈活性與傳統(tǒng)機構的高速度、高效率、高承載力等優(yōu)勢，為現代機械創(chuàng)新設計提供了一個新思路。 本課題提出一種基于3RRR機構的較新型混聯(lián)機構。通過應用Assur桿組法及圖論理論對平面3-DOF全轉動副機構進行了構件分類和構件組合，得到了一種最基本的三條支鏈對稱的運動鏈結構。然后運用拓撲胚圖插點法畫出了其拓撲胚圖，并對其支鏈進行分類并插入拓撲胚圖中，再進行同構分析得到了6種運動鏈構型。最后，運用一種新的基于構件關系的圖論描述方法推導出了此機構的混聯(lián)構型，并對其進行了應用分析。 在運動學分析中，傳統(tǒng)機構中常用矢量環(huán)建模法來分析機構的運動。本文介紹了各種數學建模方法，即四元數方法，對偶矩陣，對偶矢量方法。在運動學方程求解方法中，分析比較了吳文俊方法，零括號代數法等。通過對比選擇了簡潔清晰的D-H矩陣法來建立此混聯(lián)機構的數學模型并完成機構的正運動學分析。 對于混聯(lián)機構的建模約束條件，本文分析了此混聯(lián)機構的可動性及奇異性。首先本章基于平面單閉環(huán)連桿機構的可裝配性原理分別分析了混聯(lián)機構中的兩個獨立閉環(huán)的雙曲柄存在條件并對其中較重要的一個五桿閉環(huán)進行串聯(lián)和并聯(lián)奇異分析，最后通過計算幾何中的知識分析了該機構的工作空間。 最后本文通過Pro/E建立了此混聯(lián)機構的裝配模型并在Pro/E機構模塊中對此混聯(lián)機構進行運動分析和軌跡仿真。然后把Pro/E中的模型導入到Adams中進行協(xié)同仿真來模擬此混聯(lián)機構的運動參數變化規(guī)律，，得到了此混聯(lián)機構軌跡參考點C在選定桿長尺寸下的位移，速度，加速度曲線。然后通過Adams中的樣條曲線擬合功能把位移曲線轉換成樣條函數，再刪除機架F點處的一個常速電機，用兩個常速電機和C點樣條函數共同驅動此混聯(lián)機構，反解出了伺服電機的轉動規(guī)律。本文研究結果，不僅為進一步研究此較新型混聯(lián)機構奠定理論基礎，也為空間多自由度混合驅動機構的研究提供了設計方法。
【關鍵詞】：型綜合 混聯(lián)機構 D-H矩陣 運動學分析 工作空間 協(xié)同仿真
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題背景，研究目的和意義10-12
• 1.1.1 課題背景10-11
• 1.1.2 課題研究目的價值和意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀、發(fā)展動態(tài)12-15
• 1.2.1 國內外研究現狀12-14
• 1.2.2 發(fā)展動態(tài)14-15
• 1.3 主要研究內容15
• 1.4 本章小結15-17
• 2 混聯(lián)機構構型的設計17-27
• 2.1 少自由度機構的型綜合概述17-18
• 2.2 平面 3-DOF 運動鏈基本結構18-22
• 2.2.1 構件分類18
• 2.2.2 構件組合18-22
• 2.3 平面 3-DOF 機構的同構分析22
• 2.4 平面 3-DOF 機構創(chuàng)新構型22-25
• 2.5 平面 3-DOF 混聯(lián)機構的應用分析25-26
• 2.6 本章小結26-27
• 3 基于 D-H 矩陣的混聯(lián)機構運動學分析27-46
• 3.1 機構運動學分析的數學工具27-28
• 3.2 運動學建模工具 D-H 矩陣28-37
• 3.2.1 共原點坐標變換30-31
• 3.2.2 不共原點坐標變換31-33
• 3.2.3 3-RRR 平面三自由度機構的 D-H 矩陣建模33-37
• 3.3 混聯(lián)機構 D-H 矩陣建模及其運動學正解分析37-45
• 3.3.1 混聯(lián)機構 D-H 矩陣建模37-42
• 3.3.2 基于 D-H 矩陣的混聯(lián)機構運動學正解分析42-45
• 3.4 本章小結45-46
• 4 混聯(lián)機構的建模約束條件及其工作空間分析46-63
• 4.1 可動性分析46-55
• 4.1.1 基本原理46-47
• 4.1.2 曲柄存在條件分析47-55
• 4.2 奇異性分析55-59
• 4.3 機構的工作空間分析59-62
• 4.4 本章小結62-63
• 5 混聯(lián)機構的協(xié)同仿真63-77
• 5.1 基于 Pro/E 的混聯(lián)機構建模裝配63-64
• 5.2 常速電機的轉速 n 對加速度的影響和運動仿真64-66
• 5.2.1 常速電機的轉速 n 與末端執(zhí)行器、伺服電機加速度的關系64-65
• 5.2.2 基于 Pro/E 機構模塊的混聯(lián)機構運動仿真65-66
• 5.3 虛擬樣機概論與 ADAMS，Pro/E 協(xié)同仿真66-70
• 5.3.1 虛擬樣機技術定義66-67
• 5.3.2 虛擬樣機技術特點及優(yōu)勢67
• 5.3.3 ADAMS 與 Pro/E 協(xié)同仿真67-70
• 5.4 基于 ADAMS 的伺服電機轉動規(guī)律求解70-76
• 5.5 本章小結76-77
• 6 總結與展望77-79
• 6.1 全文總結77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻79-84
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果84-85
• 致謝85

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 廖啟征;;連桿機構運動學幾何代數求解綜述[J];北京郵電大學學報;2010年04期

2 程光蘊;賀惠農;;兩自由度連桿機構精確實現平面軌跡的研究[J];東南大學學報;1990年03期

3 鐘勇,朱建新;一種新的機器人工作空間求解方法[J];機床與液壓;2004年04期

4 阮鴻雁;王云鶴;;少自由度并聯(lián)機構關鍵技術與理論研究現狀與展望[J];機床與液壓;2011年13期

5 ;Crank conditions and rotatability of 3-RRR planar parallel mechanisms[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年12期

6 周雙林,鄒慧君,李瑞琴;混合驅動五桿機構的軌跡特性研究[J];機械設計與研究;2003年04期

7 方新國,鄒慧君,郭為忠,梁慶華;混合驅動平面兩自由度七桿機構最優(yōu)運動規(guī)劃[J];機械設計與研究;2004年01期

8 李瑞琴;張治民;;可控七桿機構的直線輸出行程規(guī)律分析[J];機械設計與研究;2008年01期

9 李瑞琴;張治民;;可控七桿機構的工作空間圖譜研究[J];機械設計與研究;2008年02期

10 郝云堂,金燁,季輝;虛擬樣機技術及其在ADAMS中的實踐[J];機械設計與制造;2003年03期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 倪振松;機構運動學分析中若干問題的幾何代數法研究[D];北京郵電大學;2010年

中國碩士學位論文全文數據庫 前4條

1 王俊卿;混合驅動平面3-RRR機構的基礎研究[D];中北大學;2011年

2 張艷華;平面多自由度機構運動分析的計算機模擬逼近法及應用[D];燕山大學;2004年

3 侯少毅;混合驅動機構構型綜合及優(yōu)化設計研究[D];重慶大學;2008年

4 王汝慧;混合驅動六桿機構的研究[D];中北大學;2010年

  本文關鍵詞：一種混聯(lián)平面三自由度混合驅動機構的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：447966