【摘要】：隨著社會(huì)和科技不斷的發(fā)展,并聯(lián)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。但并聯(lián)機(jī)器人存在工作空間小、靈巧度低、控制復(fù)雜等缺點(diǎn),而且并聯(lián)機(jī)器人的位置正解一直以來(lái)都是一個(gè)難題。這些不足將制約了并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用范圍。本文提出了一種新的并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,并基于GF集理論得到了一類含三轉(zhuǎn)動(dòng)四支鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)方法。描述動(dòng)平臺(tái)位姿時(shí),需要同時(shí)確定該平臺(tái)的位置和姿態(tài),此類并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路是:機(jī)構(gòu)由動(dòng)平臺(tái)、靜平臺(tái)和四條支鏈組成;其中一條支鏈具有串聯(lián)機(jī)構(gòu)的特征,該支鏈末端為球面副,確定該支鏈所有運(yùn)動(dòng)副后,除末端的球面副外每個(gè)運(yùn)動(dòng)副均添加驅(qū)動(dòng),支鏈各個(gè)驅(qū)動(dòng)確定時(shí),動(dòng)平臺(tái)的位置即可確定;另外三條支鏈既有三維移動(dòng)特征,又有三維轉(zhuǎn)動(dòng)特征,而且每條支鏈僅含一個(gè)驅(qū)動(dòng),這三條支鏈驅(qū)動(dòng)確定時(shí),動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)即可確定。通過(guò)這四條支鏈組合成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)既有剛度大、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),又有控制容易的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)位置分析的正反解都很容易,解決了這類并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置正解難的問(wèn)題,可為以后運(yùn)動(dòng)學(xué)分析提供便捷,具有較高的研究?jī)r(jià)值。本文還對(duì)RRPS/3SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了理論分析。主要工作包括機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算、位置分析、受力分析、誤差分析和誤差補(bǔ)償。首先,在結(jié)合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的同時(shí),通過(guò)螺旋理論對(duì)RRPS/3SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度計(jì)算,再利用解析幾何法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位置分析。其次,對(duì)RRPS/3SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)態(tài)特性分析。由于SPS支鏈局部自由度的影響,建立靜力學(xué)平衡方程時(shí)出現(xiàn)了超靜定問(wèn)題,無(wú)法求解該方程組,本文運(yùn)用局部轉(zhuǎn)換坐標(biāo)法,將超靜定方程組轉(zhuǎn)化為靜定方程組,進(jìn)而求得各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的受力情況。通過(guò)動(dòng)態(tài)特性分析得到了機(jī)構(gòu)的固有頻率和振型圖,分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)為機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制提供依據(jù)。第三,在考慮桿長(zhǎng)誤差和運(yùn)動(dòng)副間隙的情況下,結(jié)合受力分析,確定了運(yùn)動(dòng)副接觸點(diǎn),利用矢量法建立了的誤差模型。最后,對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行誤差補(bǔ)償,其中姿態(tài)補(bǔ)償一共采用了兩種方法。第一種方法計(jì)算簡(jiǎn)單,實(shí)時(shí)性好,但補(bǔ)償效果不理想;第二種方法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,實(shí)時(shí)性較差,但該方法補(bǔ)償效果非常好。此外本文還利用RRPS/3SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了新型烹飪并聯(lián)機(jī)器人,為烹飪工藝的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

目均不得少于二。十九世紀(jì)４０年代，，Ｐｏｌｌａｒｄ首次設(shè)計(jì)出一種空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并逡逑在汽車噴漆上得以應(yīng)用。到了六十年代初，ＧｏＵｇｈ設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用最廣泛的６－ＳＰＳ逡逑并聯(lián)機(jī)構(gòu)（如圖１－２所示），之后Ｓｔｅｗａｒｔ對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一系列理論分析與研宄，逡逑并將并將該機(jī)構(gòu)應(yīng)用在了飛行模擬器上（如圖１－３所示），后來(lái)人們將這個(gè)機(jī)構(gòu)命逡逑名為Ｓｔｅｗａｒｔ機(jī)構(gòu)ｍ（如圖１－４所示）。１９７８年，機(jī)構(gòu)學(xué)專家Ｈｕｎｔ教授提出將并聯(lián)逡逑機(jī)構(gòu)應(yīng)用在機(jī)器人上［２］，在上世紀(jì)九十年代末，Ｐｈａｍ等機(jī)構(gòu)學(xué)專家，發(fā)明了一逡逑款并聯(lián)機(jī)器人，并應(yīng)用于裝配生產(chǎn)線上［３］，并聯(lián)機(jī)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)學(xué)中的研究熱點(diǎn)？６］。逡逑２逡逑

‘SPS并
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH112

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本文編號(hào)：2657303