【摘要】：本文針對柱形內(nèi)表面研磨加工的特點,設計了一類對稱式并聯(lián)機構(gòu)。該類機構(gòu)的兩側(cè)均包含一個并聯(lián)機構(gòu),且任意一側(cè)機構(gòu)即可完成整個機構(gòu)的自由度運動形式。在整個機構(gòu)運動過程中,一側(cè)機構(gòu)為主動機構(gòu),驅(qū)動機構(gòu)動平臺沿預定軌跡運動;另一側(cè)機構(gòu)為從動機構(gòu),處于隨動狀態(tài),為機構(gòu)動平臺提供所需支撐力。本文所提出機構(gòu)的機構(gòu)特點決定了此類機構(gòu)為冗余并聯(lián)機構(gòu),通過冗余驅(qū)動的引入,可以降低各驅(qū)動瞬時驅(qū)動力,同時提高機構(gòu)承載能力以及剛度、精度等性能。兩側(cè)機構(gòu)通過轉(zhuǎn)動副與末端執(zhí)行器進行連接,使末端執(zhí)行器可以實現(xiàn)預定的軌跡,同時使機構(gòu)具有較高的靜剛度特性,從而保證機構(gòu)具有較高精度地完成加工任務。首先,本文基于螺旋理論綜合出了 20種平面對稱式并聯(lián)機構(gòu)和12種空間對稱式并聯(lián)機構(gòu),結(jié)合應用情況和運動支鏈的形式從中選擇了新型Double機構(gòu)作為后續(xù)研究對象。其次,對新型Double并聯(lián)機構(gòu)建立了運動學數(shù)學模型,完成了機構(gòu)的位置求解,得到了機構(gòu)的雅可比矩陣,并對機構(gòu)的工作空間特性進行了研究。針對機構(gòu)的奇異性和靜剛度進行了性能評價。同時,對可能產(chǎn)生的桿長誤差和驅(qū)動誤差以及其所對機構(gòu)產(chǎn)生的影響進行分析研究。然后,對新型Double并聯(lián)機構(gòu)進行了動力學分析,得到了機構(gòu)的各個驅(qū)動力矩。并且對比了與由單獨一側(cè)機構(gòu)驅(qū)動運動時機構(gòu)各個驅(qū)動關(guān)節(jié)力矩的數(shù)值大小。運用ADAMS動力學仿真軟件,將機構(gòu)運動時力矩值的仿真結(jié)果和理論計算結(jié)果進行驗證。分析了機構(gòu)在幾種工作模式下各個驅(qū)動力矩的大小,結(jié)果對機構(gòu)在不同模式下的驅(qū)動配置方式提供了理論依據(jù)。并基于增大工作空間中間截面面積和增強靜剛度的優(yōu)化目標,對機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設計,得到最優(yōu)解,實現(xiàn)優(yōu)化目標。最后,基于以上理論與結(jié)果對新型Double并聯(lián)機構(gòu)進行了虛擬仿真建模。利用ADAMS軟件和MATLAB軟件對機構(gòu)的誤差補償運動進行聯(lián)合仿真。在機構(gòu)的整體運動工作空間內(nèi),基于明確的工作模式對機構(gòu)的末端操作器的軌跡進行規(guī)劃。仿真結(jié)果進一步驗證了機構(gòu)的運動性能,達到了設計要求。
【圖文】：

設計了一種新型并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)用于轎車噴涂ｍ。１９４７年，Ｅ．邋Ｇｏｕｇｈ設計了種并聯(lián)機構(gòu)用于檢測飛機輪胎的性能［９］。１９６５年，Ｄ．邋Ｓｔｅｗａｒｔ設計了一種并聯(lián)機構(gòu)該機構(gòu)的６個驅(qū)動桿件連接其固定平臺與運動平臺［１（）］。由于該機構(gòu)在各個領(lǐng)域具有廣泛應用，因此將該機構(gòu)稱為Ｓｔｅｗａｒｔ機構(gòu)。１９８３年，Ｋ．Ｈ．邋Ｈｕｎｔ設計了一三自由度的并聯(lián)機構(gòu)，通過控制移動副的運動來控制機構(gòu)動平臺的運動［１１］。１９８年，Ｒ．邋Ｃｌａｖｅｌ設計了邋ＤＥＬＴＡ并聯(lián)機構(gòu)［１２］，。該機構(gòu)的動平臺可以實現(xiàn)快速運動，逡逑并且經(jīng)過多次改進和完善，如今利用該機構(gòu)設計出的機械設備用于多個領(lǐng)域之中１９８６年，Ｆｉｃｈｔｅｒ?qū)Γ樱簦澹鳎幔颍舨⒙?lián)平臺進行了深入研究，設計了實驗樣機，并給出并聯(lián)機構(gòu)驅(qū)動關(guān)節(jié)同動平臺末端之間位置、速度和力的映射關(guān)系［１３］。進入到２０紀９０年代，由于信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，大大加速了各位學者及各個研究單位對聯(lián)機構(gòu)的研宄進展。Ｊ．邋Ｐ．邋Ｍｅｒｌｅｔ制作了一臺樣機，并基于該樣機所對應的的并聯(lián)構(gòu)的運動學分析、動力學分析和控制系統(tǒng)實現(xiàn)了控制［１４］。Ｇｏｓｓｌｉｎ和Ａｎｇｅｌｅｓ提了一種平面和球面三自由度并聯(lián)平臺，并對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計［１５］。目前，有代表性的并聯(lián)機構(gòu)有：如圖１－２所示，為ＣＡＥ公司設計制造的多功能飛行模器［１６］；如圖１－３所示，為上海交通大學研制的六足救援機器人。逡逑

設計了一種新型并聯(lián)機構(gòu)，，該機構(gòu)用于轎車噴涂ｍ。１９４７年，Ｅ．邋Ｇｏｕｇｈ設計了種并聯(lián)機構(gòu)用于檢測飛機輪胎的性能［９］。１９６５年，Ｄ．邋Ｓｔｅｗａｒｔ設計了一種并聯(lián)機構(gòu)該機構(gòu)的６個驅(qū)動桿件連接其固定平臺與運動平臺［１（）］。由于該機構(gòu)在各個領(lǐng)域具有廣泛應用，因此將該機構(gòu)稱為Ｓｔｅｗａｒｔ機構(gòu)。１９８３年，Ｋ．Ｈ．邋Ｈｕｎｔ設計了一三自由度的并聯(lián)機構(gòu)，通過控制移動副的運動來控制機構(gòu)動平臺的運動［１１］。１９８年，Ｒ．邋Ｃｌａｖｅｌ設計了邋ＤＥＬＴＡ并聯(lián)機構(gòu)［１２］，。該機構(gòu)的動平臺可以實現(xiàn)快速運動，逡逑并且經(jīng)過多次改進和完善，如今利用該機構(gòu)設計出的機械設備用于多個領(lǐng)域之中１９８６年，Ｆｉｃｈｔｅｒ?qū)Γ樱簦澹鳎幔颍舨⒙?lián)平臺進行了深入研究，設計了實驗樣機，并給出并聯(lián)機構(gòu)驅(qū)動關(guān)節(jié)同動平臺末端之間位置、速度和力的映射關(guān)系［１３］。進入到２０紀９０年代，由于信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，大大加速了各位學者及各個研究單位對聯(lián)機構(gòu)的研宄進展。Ｊ．邋Ｐ．邋Ｍｅｒｌｅｔ制作了一臺樣機，并基于該樣機所對應的的并聯(lián)構(gòu)的運動學分析、動力學分析和控制系統(tǒng)實現(xiàn)了控制［１４］。Ｇｏｓｓｌｉｎ和Ａｎｇｅｌｅｓ提了一種平面和球面三自由度并聯(lián)平臺，并對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計［１５］。目前，有代表性的并聯(lián)機構(gòu)有：如圖１－２所示，為ＣＡＥ公司設計制造的多功能飛行模器［１６］；如圖１－３所示，為上海交通大學研制的六足救援機器人。逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH112

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃冠宇;方躍法;曲海波;田春旭;;基于遺傳算法的五桿機構(gòu)運動性能優(yōu)化[J];北京交通大學學報;2015年04期

2 曲海波;梁藝瀚;方躍法;周益林;;4-RRS冗余球面并聯(lián)機構(gòu)的靜力學與剛度分析[J];機械工程學報;2015年11期

3 王瑞芳;劉林;邱繼紅;;基于MATLAB和ADAMS的并聯(lián)機器人的軌跡規(guī)劃仿真研究[J];機床與液壓;2014年21期

4 牛雪梅;高國琴;劉辛軍;鮑智達;;新型驅(qū)動冗余并聯(lián)機構(gòu)動力學建模及簡化分析[J];機械工程學報;2014年19期

5 郭盛;王乃s

本文編號：2632697