發(fā)布時(shí)間：2017-11-25 02:10

  本文關(guān)鍵詞：廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)可重構(gòu)機(jī)理與耦合特性分析

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【摘要】：六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其剛度大、精度高、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn),在眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。高剛度對(duì)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能具有重要影響,然后各自由度剛度耦合的存在限制了并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的提高,因此剛度解耦已經(jīng)被學(xué)者們廣泛關(guān)注。從并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度矩陣或雅克比矩陣可知,解耦矩陣是相對(duì)一點(diǎn)建立的,稱為解耦中心,當(dāng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行末端遠(yuǎn)離該解耦中心,機(jī)構(gòu)耦合增大,給高精度控制帶來(lái)挑戰(zhàn)。因此對(duì)于高精度、低耦合的應(yīng)用,設(shè)計(jì)具有剛度解耦性能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有重要意義。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的解耦中心若能適應(yīng)執(zhí)行末端運(yùn)動(dòng),將能夠保證并聯(lián)機(jī)構(gòu)全域具有較好的低耦合特性。針對(duì)從結(jié)構(gòu)角度降低并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各自由度剛度耦合,本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:將基于復(fù)合單葉雙曲面構(gòu)造廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)解耦(中位解耦)的研究推廣到基于復(fù)合單葉雙曲面重構(gòu)匹配實(shí)現(xiàn)沿Z軸線解耦或旋轉(zhuǎn)解耦。首先定義了可重構(gòu)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu),提出了基于復(fù)合單葉雙曲面的互相匹配實(shí)現(xiàn)對(duì)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行解耦重構(gòu)的思想。給出了動(dòng)平臺(tái)分別沿Z軸平動(dòng)、繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)支腿鉸點(diǎn)調(diào)整實(shí)現(xiàn)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)解耦重構(gòu)的解析算法。通過(guò)數(shù)值算例和仿真,驗(yàn)證了解耦重構(gòu)算法,并得到了并聯(lián)機(jī)構(gòu)下鉸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡。定性地分析了構(gòu)造參數(shù)對(duì)鉸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡以及鉸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)控制中的影響。給出了基于復(fù)合單葉雙曲面參數(shù)對(duì)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)雅可比矩陣條件數(shù)的解析表達(dá)形式;定義了自由度加權(quán)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)、耦合度評(píng)價(jià)指標(biāo)以及等耦合線的概念,對(duì)中位正交(解耦)和正交(解耦)重構(gòu)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各個(gè)自由度之間的耦合及全域耦合度進(jìn)行了對(duì)比分析與評(píng)價(jià);通過(guò)對(duì)水平截面內(nèi)等耦合度線的分析,說(shuō)明了解耦重構(gòu)機(jī)制對(duì)于擴(kuò)大廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)低耦合運(yùn)動(dòng)范圍的作用;通過(guò)靜力學(xué)仿真,展現(xiàn)了解耦設(shè)計(jì)對(duì)于降低并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度耦合的作用,證明了可重構(gòu)廣義并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有全域低耦合的特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH112

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