本文關(guān)鍵詞：2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與參數(shù)優(yōu)化

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【摘要】：本文主要研究的是具有兩條垂直交錯(cuò)轉(zhuǎn)軸的2轉(zhuǎn)1移空間三自由度2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及其性能優(yōu)化，主要進(jìn)行的工作和研究取得的成果可概括為以下幾個(gè)方面： 根據(jù)2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖，首先運(yùn)用螺旋理論來分析2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度及其性質(zhì)。然后設(shè)定2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的參數(shù)，，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)位置分析，推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)位置正反解。根據(jù)位置反解表達(dá)式，求出2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三個(gè)輸入副和動(dòng)平臺(tái)輸出運(yùn)動(dòng)之間的速度映射矩陣，即雅可比矩陣。通過前面求出的雅可比矩陣，確定2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形，機(jī)構(gòu)只存在兩類混合奇異，不存在正解奇異和反解奇異。 通過考慮機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)副各個(gè)桿長的限制，運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角的限制和奇異位形等三面的制約因素，然后通過空間搜索法繪制出2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)刀具末端的工作空間圖譜。通過SolidWorks軟件建立2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)，然后利用SolidWorks軟件中的Simulation Motion分析模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，驗(yàn)證2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度，位置正反解的正確性，并繪制了空間螺旋線軌跡。 根據(jù)2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要，構(gòu)造出機(jī)構(gòu)的靈巧度、剛度、承載能力等性能指標(biāo)，然后建立運(yùn)動(dòng)學(xué)目標(biāo)函數(shù)，從而研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)性能的影響。設(shè)計(jì)出了一個(gè)基于MATLAB平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)“參數(shù)導(dǎo)引”優(yōu)化軟件，對(duì)2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，將幾個(gè)優(yōu)化目標(biāo)相互整合，進(jìn)行優(yōu)化。通過優(yōu)化后得到的參數(shù)，繪制和分析2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)靈巧度、剛度、承載能力等性能圖譜。 本文的研究對(duì)2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析和今后樣機(jī)的研發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 奇異位形 性能指標(biāo) “參數(shù)導(dǎo)引”優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究背景及現(xiàn)實(shí)意義10-12
• 1.1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的起源10-11
• 1.1.2 課題的現(xiàn)實(shí)意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用12-16
• 1.2.2 3 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)概述16-17
• 1.2.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)17-18
• 1.2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析18-19
• 1.2.5 奇異位形分析19
• 1.2.6 性能指標(biāo)19
• 1.2.7 工作空間19-20
• 1.2.8 優(yōu)化分析20
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析22-29
• 2.1 引言22
• 2.2 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)簡介與坐標(biāo)系建立22-23
• 2.3 自由度分析23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置分析29-34
• 3.1 引言29
• 3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)位置分析29-33
• 3.2.1 位置逆解分析29-32
• 3.2.2 位置正解分析32-33
• 3.3 動(dòng)平臺(tái)上的工具末端運(yùn)動(dòng)33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)速度分析及奇異分析34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 速度分析34-36
• 4.3 奇異性分析36-42
• 4.3.1 反解奇異36-38
• 4.3.2 正解奇異38-39
• 4.3.3 混合奇異39-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第五章 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間43-48
• 5.1 引言43
• 5.2 工作空間分析43-46
• 5.3 本章小結(jié)46-48
• 第六章 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真48-56
• 6.1 引言48
• 6.2 SolidWorks 軟件簡介48-49
• 6.3 虛擬樣機(jī)的建模與仿真49-55
• 6.3.1 建模與裝配49-50
• 6.3.2 仿真分析50-55
• 6.4 本章小結(jié)55-56
• 第七章 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能分析與“參數(shù)導(dǎo)引”優(yōu)化56-73
• 7.1 引言56-57
• 7.2 性能指標(biāo)57-61
• 7.2.1 靈巧度57-58
• 7.2.2 剛度58-60
• 7.2.3 承載能力60-61
• 7.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)“參數(shù)導(dǎo)引”優(yōu)化方法61-67
• 7.4 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能圖譜67-72
• 7.4.1 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)靈巧度圖譜67-69
• 7.4.2 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度圖譜69-70
• 7.4.3 2-UPR-RPU 并聯(lián)機(jī)構(gòu)承載能力圖譜70-72
• 7.5 本章小結(jié)72-73
• 第八章 總結(jié)與展望73-75
• 8.1 總結(jié)73-74
• 8.2 研究與展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：527821