并聯(lián)機(jī)構(gòu)是組成并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的核心構(gòu)件。串、并聯(lián)機(jī)構(gòu)在剛度、精度以及運(yùn)動(dòng)能力方面形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),由于目前串聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展迅猛,為共同壯大工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,故有必要設(shè)計(jì)研究出綜合性能更好的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展要求汽車(chē)零件間的安裝精確性與可靠性,運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)、承載力高且精度高的并聯(lián)機(jī)構(gòu)可很好地勝任這一工作。本文以一種8-SPU的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)性能、承載性能以及精度性能,從這三個(gè)方面進(jìn)行綜合尺寸優(yōu)化,同時(shí)優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)力,設(shè)計(jì)了具備最優(yōu)綜合性能的可用于汽車(chē)構(gòu)件間焊接的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其主要內(nèi)容如下:a)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。介紹機(jī)構(gòu)的組成并進(jìn)行了自由度計(jì)算,解釋了機(jī)構(gòu)的冗余性。建立機(jī)構(gòu)定、動(dòng)坐標(biāo)系,求出機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)反解、速度反解以及加速度反解模型。用MATLAB對(duì)運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行了數(shù)值仿真,由運(yùn)動(dòng)變化曲線得到了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。用點(diǎn)搜索法求得機(jī)構(gòu)的工作空間,得出了相關(guān)機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作空間體積的影響并使用粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化了工作空間的比體積。b)機(jī)構(gòu)的靜剛度分析。使用虛功原理建立機(jī)構(gòu)的全靜剛度矩陣。分別求出機(jī)構(gòu)的靜剛度在三個(gè)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)方向的投影,求得在有無(wú)驅(qū)動(dòng)力兩種情況下的剛度映射圖譜,得出... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

首個(gè)并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

3Gough-Stewart機(jī)構(gòu)的諸多論文都是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行的機(jī)構(gòu)改進(jìn)研究。1962年，Gough的研究成果還未公開(kāi)發(fā)表，美國(guó)的Cappel教授發(fā)現(xiàn)目前所用的振動(dòng)臺(tái)承載能力太小而獨(dú)立設(shè)計(jì)出了與Gough結(jié)構(gòu)一樣的用于飛行模擬器的機(jī)構(gòu)。五年后Cappel為其設(shè)計(jì)的飛行模擬器申請(qǐng)了專(zhuān)利并完成實(shí)體制造[5]。圖1-2六自由度振動(dòng)臺(tái)圖1-3飛行模擬并聯(lián)機(jī)器人1965年，英國(guó)的PIME雜志發(fā)表了一篇Stewart教授的關(guān)于6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的極具影響力的論文[6]，論文一經(jīng)發(fā)表便引起許多并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究人員的深刻關(guān)注。緊接著Gough也發(fā)表了關(guān)于他此前研究的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)在對(duì)關(guān)于這個(gè)機(jī)構(gòu)的研究仍在繼續(xù)。盡管Gough和Stewart兩人提出的機(jī)構(gòu)并不一樣，但是在學(xué)術(shù)界習(xí)慣用“Stewart平臺(tái)”來(lái)稱(chēng)呼由Gough所設(shè)計(jì)出的平臺(tái)，這得益于Stewart教授在并聯(lián)機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的諸多成果和深遠(yuǎn)影響。在今天的許多機(jī)構(gòu)學(xué)的書(shū)中[7]，“Stewart平臺(tái)”也被統(tǒng)稱(chēng)為“Gough-Stewart平臺(tái)”。典型的Stewart平臺(tái)CATIA模型如下圖1-4所示。圖1-4Stewart平臺(tái)的CATIA模型Stewart平臺(tái)問(wèn)世后，以Stewart平臺(tái)為基礎(chǔ)的各類(lèi)機(jī)器人的研究慢慢被拉開(kāi)帷幕。瑞典新興公司Neosrobots研制的在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域大放異彩的Tricept全系列機(jī)床是對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行混合形成的混聯(lián)機(jī)構(gòu)[8]，如圖1-5所示，它可實(shí)現(xiàn)全時(shí)五軸聯(lián)動(dòng)，并且其精度也極高，在當(dāng)時(shí)影響極大。1988年，Clavel創(chuàng)造性地研發(fā)出了一種DELTA并聯(lián)機(jī)器人[9]，如圖1-6所示它的末端執(zhí)行器有

3Gough-Stewart機(jī)構(gòu)的諸多論文都是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行的機(jī)構(gòu)改進(jìn)研究。1962年，Gough的研究成果還未公開(kāi)發(fā)表，美國(guó)的Cappel教授發(fā)現(xiàn)目前所用的振動(dòng)臺(tái)承載能力太小而獨(dú)立設(shè)計(jì)出了與Gough結(jié)構(gòu)一樣的用于飛行模擬器的機(jī)構(gòu)。五年后Cappel為其設(shè)計(jì)的飛行模擬器申請(qǐng)了專(zhuān)利并完成實(shí)體制造[5]。圖1-2六自由度振動(dòng)臺(tái)圖1-3飛行模擬并聯(lián)機(jī)器人1965年，英國(guó)的PIME雜志發(fā)表了一篇Stewart教授的關(guān)于6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的極具影響力的論文[6]，論文一經(jīng)發(fā)表便引起許多并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究人員的深刻關(guān)注。緊接著Gough也發(fā)表了關(guān)于他此前研究的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)在對(duì)關(guān)于這個(gè)機(jī)構(gòu)的研究仍在繼續(xù)。盡管Gough和Stewart兩人提出的機(jī)構(gòu)并不一樣，但是在學(xué)術(shù)界習(xí)慣用“Stewart平臺(tái)”來(lái)稱(chēng)呼由Gough所設(shè)計(jì)出的平臺(tái)，這得益于Stewart教授在并聯(lián)機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的諸多成果和深遠(yuǎn)影響。在今天的許多機(jī)構(gòu)學(xué)的書(shū)中[7]，“Stewart平臺(tái)”也被統(tǒng)稱(chēng)為“Gough-Stewart平臺(tái)”。典型的Stewart平臺(tái)CATIA模型如下圖1-4所示。圖1-4Stewart平臺(tái)的CATIA模型Stewart平臺(tái)問(wèn)世后，以Stewart平臺(tái)為基礎(chǔ)的各類(lèi)機(jī)器人的研究慢慢被拉開(kāi)帷幕。瑞典新興公司Neosrobots研制的在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域大放異彩的Tricept全系列機(jī)床是對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行混合形成的混聯(lián)機(jī)構(gòu)[8]，如圖1-5所示，它可實(shí)現(xiàn)全時(shí)五軸聯(lián)動(dòng)，并且其精度也極高，在當(dāng)時(shí)影響極大。1988年，Clavel創(chuàng)造性地研發(fā)出了一種DELTA并聯(lián)機(jī)器人[9]，如圖1-6所示它的末端執(zhí)行器有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]6-SPS并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及工作空間的仿真研究[D]. 楊宏兵.合肥工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3332505