全方位腕是一類轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu),具有剛度高,運動范圍大,工作空間內(nèi)無奇異的優(yōu)點,因此本文選取它作為研究對象,研究它的機構(gòu)原理、演化方法和相關(guān)特性,并將它應用到仿人機械臂中。本文的主要內(nèi)容主要分為四個部分:第一部分,全方位腕的機構(gòu)原理和演化方法的研究;第二部分,全方位關(guān)節(jié)（滿足全方位腕四條特征的機構(gòu)統(tǒng)稱為全方位關(guān)節(jié)）的運動學研究;第三部分,全方位關(guān)節(jié)的剛度研究;第四部分,仿人機械臂的設(shè)計與運動學分析。具體研究內(nèi)容如下:首先,歸納全方位腕的特征并分析它們的機構(gòu)原理,依據(jù)這類機構(gòu)的機構(gòu)原理以及基于約束空間分解的方法演化出了24種機構(gòu),包括12種新機構(gòu)（新構(gòu)型（6種）、運動副的布置形式與之前不同（6種））,針對某些串聯(lián)三桿支鏈在運動過程中無法保持對稱性的問題,提出了平面約束法。其次,分析全方位關(guān)節(jié)的一般化運動學關(guān)系,包括位姿變換關(guān)系、正逆運動學、雅克比矩陣。得到這類關(guān)節(jié)具有機構(gòu)的運動輸出與輸入成兩倍的關(guān)系以及機構(gòu)的瞬心在對稱面上的規(guī)律。之后,從全方位關(guān)節(jié)中選取四種構(gòu)型簡單的機構(gòu),對其進行受力分析,變形分析,基于能量法和虛功原理得到了這四種機構(gòu)的靜剛度模型,并用Workbench進行仿真驗證,仿真結(jié)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

全方

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-[17]，具體結(jié)構(gòu)見圖1-2。哈工大趙凱[18]以及邵建國[19]分別于2007年和2008年提出了新的方法來解決Omni-Wrist的運動耦合干涉問題，并在上述基礎(chǔ)下進一步研究出新的PYR關(guān)節(jié)。a)PYRⅠ型結(jié)構(gòu)[14]434b)PYRⅡ型結(jié)構(gòu)[17]107圖1-2PYR關(guān)節(jié)Omni-WristⅢ的研究相對較晚，大約從2005年開始才出現(xiàn)相關(guān)研究成果。2005年，J.SOFKA基于DH法和GA算法研究了Omni-WristⅢ型的運動學關(guān)系，并基于動力學模型給出了一套控制方法[20]。國內(nèi)北京航空航天大學的眾多學者深入研究了這種機構(gòu)，并得到了較多的成果，2011年，東晰基于機構(gòu)的幾何特性分析了Omni-WristⅢ的正逆運動學關(guān)系，并分析了該機構(gòu)的自由度、奇異性、剛度等特性[21,22]；2013年，陳斌基于拉格朗日法研究了這種機構(gòu)的動力學特性[23]；2014年，曠靜在東晰的基礎(chǔ)上，研究了n-4R機構(gòu)的奇異性，并對并聯(lián)轉(zhuǎn)臺進行了誤差分析[24]。2014年，北航的吳鈧博士2014年指出數(shù)學意義上的零扭轉(zhuǎn)[25,26]即為物理意義上的純滾機構(gòu)，并指出Omni-WristⅢ、Omni-WristⅤ、Omni-WristⅥ都具有純滾動特性和恒等速特性[27,28]，因此將這三種機構(gòu)稱為二自由度等徑球面純滾動并聯(lián)機構(gòu)，并提出了基于對稱支鏈的等腰三角形的型綜合方法，演化出12種機構(gòu)[29,30]。當前，雖然眾多學者已經(jīng)對全方位腕進行了研究，但是有些結(jié)論只是主觀性的說明，缺乏客觀的證明，并且，全方位腕仍有許多方面未被研究。1.3并聯(lián)機構(gòu)靜剛度的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀靜剛度是并聯(lián)機構(gòu)的一項重要指標，因為它能夠在一定程度上反映一個機構(gòu)的精度。同時，機構(gòu)的靜剛度不僅與機構(gòu)所采用的材料有關(guān)，而且還與機構(gòu)構(gòu)型、機構(gòu)中支鏈連桿的尺寸、橫截面形狀、機構(gòu)中所采用的運動副等眾多因素相關(guān)。因此，研究并聯(lián)機構(gòu)的靜剛度是?

基于PYR

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于并聯(lián)全方位關(guān)節(jié)的多冗余度機械臂設(shè)計與研究[D]. 邵建國.哈爾濱工業(yè)大學 2008
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本文編號：2981724