空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞：空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì) 出處：《江西理工大學(xué)》2016年碩士論文 論文類型：學(xué)位論文
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【摘要】：精密制造已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志,在精密制造、航空航天、汽車、微機(jī)電系統(tǒng)、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著應(yīng)用的發(fā)展,對(duì)空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的要求也越來(lái)越高,與此同時(shí)對(duì)空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。因此,引入簡(jiǎn)單、高效的設(shè)計(jì)方法對(duì)空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)成為了研究新熱點(diǎn)。本章以空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,引入拓?fù)鋬?yōu)化理論對(duì)空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型的設(shè)計(jì),并結(jié)合有限元分析軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的空間全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析,定量的驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方法的有效性及合理性,本文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:(1)以3-RPC型空間三自由度(三平移)并聯(lián)機(jī)構(gòu)為本體,首先對(duì)其微分運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行分析,得出其輸入輸出之間的映射關(guān)系,然后根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并對(duì)所設(shè)計(jì)出的全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析,最后將分析結(jié)果與傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性相對(duì)比,從而驗(yàn)證了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法的科學(xué)性和有效性。(2)以4-RPTR型空間四自由度(三平移一轉(zhuǎn)動(dòng))并聯(lián)機(jī)構(gòu)為本體,首先結(jié)合螺旋理論對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)特性分析,得出其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),然后根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化理論對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并對(duì)四自由度全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析,定量的驗(yàn)證了該方法的有效性及合理性。(3)針對(duì)所設(shè)計(jì)出的空間三、四自由度全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu),在建立其有限元模型的基礎(chǔ)上分別對(duì)兩者的約束模態(tài)進(jìn)行分析,得到空間三、四自由度全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)在各階模態(tài)下的固有頻率和陣型。本文以拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ),以空間三、四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,將兩者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,設(shè)計(jì)出空間三、四自由度全柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型,從結(jié)構(gòu)拓?fù)鋵用鎸?shí)現(xiàn)了空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
[Abstract]:Precision manufacturing has become an important symbol to measure the manufacturing level of a country. It has been widely used in the fields of precision manufacturing, aerospace, automobile, MEMS, medical treatment and so on. With the development of application. The requirement of spatial fully compliant parallel mechanism is higher and higher, at the same time, the design of spatial fully compliant parallel mechanism has a new challenge. Therefore, the introduction of simple. Efficient design method for spatial fully compliant parallel mechanism has become a new research hotspot. This chapter takes spatial fully compliant parallel mechanism as the research object. The topology optimization theory is introduced to design the spatial fully compliant parallel mechanism and the finite element analysis software is used to optimize the designed spatial fully compliant parallel mechanism. Quantitative verification of the effectiveness and rationality of the design method, this paper mainly from the following aspects of the study of the following aspects: 1) 3-RPC space three degrees of freedom (three translation) parallel mechanism as the body. Firstly, the differential kinematics is analyzed, and the mapping relationship between input and output is obtained. Then according to the topology optimization design method to optimize the parallel mechanism body design and the designed fully compliant parallel mechanism statics analysis. Finally, the results are compared with the kinematics characteristics of the traditional parallel mechanism. It is proved that the topology optimization design method is scientific and effective. The 4-RPTR space 4-DOF parallel mechanism is used as the main body. Firstly, the motion characteristics are analyzed based on the spiral theory, and the motion state is obtained. Then, according to the topology optimization theory, the optimization design of parallel mechanism body is carried out and the static analysis of four-degree-of-freedom fully compliant parallel mechanism is carried out. The validity and rationality of the method are quantitatively verified. On the basis of establishing its finite element model, the constraint modes of the two are analyzed, and the space three is obtained. The natural frequency and formation of the four-degree-of-freedom fully compliant parallel mechanism in each mode. Based on the topology optimization design method, this paper takes the spatial three-degree-of-freedom parallel mechanism as the research object and organically combines the two. The configuration of fully compliant parallel mechanism with three and four degrees of freedom is designed, and the design of spatial parallel mechanism is realized from the structure topology level.
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(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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，本文編號(hào)：1390416
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