本文關(guān)鍵詞：基于幾何代數(shù)的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異性分析

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【摘要】：空間少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)最近幾年的發(fā)展很迅猛,因?yàn)樗谀承┕r下比傳統(tǒng)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)更有優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、控制簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)。少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異分析是一個(gè)很基礎(chǔ)而又有挑戰(zhàn)性的工作,因?yàn)槠娈愇恍问且粋�(gè)機(jī)構(gòu)所固有的性質(zhì),是機(jī)構(gòu)的一個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。在機(jī)構(gòu)處于奇異位形時(shí),整個(gè)機(jī)構(gòu)失去了控制,受力情況會(huì)惡化。這對(duì)機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)作是有害的。在機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的時(shí)候,要避開(kāi)奇異區(qū)域。本文使用幾何代數(shù)方法對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了奇異位形分析。主要內(nèi)容包括：詳細(xì)介紹了使用幾何代數(shù)來(lái)分析少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的方法。幾何代數(shù)把幾何條件和代數(shù)方程聯(lián)系在了一起,同時(shí)具有幾何關(guān)系描述和代數(shù)運(yùn)算分析上的優(yōu)勢(shì)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)建模中使用Tilt ＆ Torsion姿態(tài)角來(lái)表示3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的平臺(tái)姿態(tài)。對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三個(gè)球副的位置坐標(biāo)。得到3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的每個(gè)關(guān)節(jié)的螺旋表示,再把它們?cè)趲缀未鷶?shù)框架下表示出來(lái)。根據(jù)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異條件表達(dá)式,通過(guò)在MAPLE中編程計(jì)算,得到了3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形分布圖,而不是僅僅對(duì)機(jī)構(gòu)的奇異表達(dá)式進(jìn)行幾何上的分析。并將結(jié)果和已有文獻(xiàn)中的奇異進(jìn)行校對(duì)。分析了3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的約束奇異,在MAPLE中采用數(shù)值搜索的方法,列出了典型的約束奇異位形。也對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證和校對(duì)。本文的研究工作對(duì)其它少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形研究具有重要的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)機(jī)構(gòu) 幾何代數(shù) 奇異性分析 約束奇異
【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】：2015
【分類號(hào)】：TP242;TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第 1章緒論10-33
• 1.1 課題研究的目的和意義10-29
• 1.1.1 機(jī)器人的起源及發(fā)展10-13
• 1.1.2 并聯(lián)機(jī)器人的發(fā)展13-15
• 1.1.3 并聯(lián)機(jī)器人的典型應(yīng)用15-25
• 1.1.4 并聯(lián)機(jī)器人研究現(xiàn)狀25-27
• 1.1.5 并聯(lián)機(jī)器人奇異位形研究27
• 1.1.6 奇異位形研究現(xiàn)狀27-29
• 1.2 幾何代數(shù)目前研究現(xiàn)狀29-31
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容31-33
• 第 2章幾何代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)33-40
• 2.1 引言33
• 2.2 幾何代數(shù)的基本代數(shù)元素33-34
• 2.3 幾何代數(shù)的三種積34-36
• 2.3.1 外積34-35
• 2.3.2 內(nèi)積35-36
• 2.3.3 幾何積36
• 2.4 幾何代數(shù)的基本運(yùn)算規(guī)則36-38
• 2.4.1 相同單位基底向量之積37
• 2.4.2 正交單位基底向量之積37-38
• 2.4.3 外積的虛性質(zhì)38
• 2.4.4 可逆性38
• 2.5 對(duì)偶38-39
• 2.6 線性相關(guān)的運(yùn)算39
• 2.7 本章小結(jié)39-40
• 第 3章幾何代數(shù)分析 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一般奇異性40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和約束的幾何代數(shù)表示40-42
• 3.2.1 螺旋在幾何代數(shù)框架下的表示40
• 3.2.2 在幾何代數(shù)中表示分支運(yùn)動(dòng)40-41
• 3.2.3 在幾何代數(shù)中表示分支約束41
• 3.2.4 在幾何代數(shù)中表示平臺(tái)約束41
• 3.2.5 虛擬關(guān)節(jié)41
• 3.2.6 奇異條件在幾何代數(shù)方法中的表示41-42
• 3.33-RPS并聯(lián)機(jī)器人的奇異分析42-55
• 3.3.1 三個(gè)球關(guān)節(jié)的位置43-47
• 3.3.2 分支的運(yùn)動(dòng)螺旋47-48
• 3.3.3 一般奇異位形48-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第 4章幾何代數(shù)分析 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的約束奇異性56-65
• 4.1 引言56
• 4.2 約束奇異56-63
• 4.3 本章小結(jié)63-65
• 第 5章總結(jié)與展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)和主要成果73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1082837