【摘要】：近年來,伴隨著科技的發(fā)展,太空中的人造衛(wèi)星如通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等越來越多,為人類的生產(chǎn)與生活等活動(dòng)提供大量的方便。但是與此同時(shí)也產(chǎn)生了大量的太空垃圾,因此對廢舊衛(wèi)星的回收非常重要。傳統(tǒng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)需要有三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī),存在質(zhì)量大而且成本高的問題。本文提出了將變胞關(guān)節(jié)與并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)合構(gòu)成的變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu),將變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)串聯(lián)構(gòu)成串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu),相比于傳統(tǒng)的串并聯(lián)機(jī)構(gòu),該串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)使用更少的驅(qū)動(dòng)電機(jī),而且具有較大的運(yùn)動(dòng)空間。將該串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)末端安裝末端執(zhí)行器,如鉆頭、探頭或者夾具,可完成觀測及操作等任務(wù)。而將多個(gè)串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)進(jìn)行組裝可用于空間抓捕,因此對空間桁架機(jī)構(gòu)的研究具有重要意義。本文第二章詳細(xì)設(shè)計(jì)了變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu),對變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度進(jìn)行分析,并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),通過試驗(yàn)驗(yàn)證該變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)朝不同方向展開的變胞功能試驗(yàn)。本文第三章對變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)空間進(jìn)行求解,并改變支鏈桿長分析桿長對變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間的影響。在給定變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)2個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一定轉(zhuǎn)速下通過求導(dǎo)法對變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)中心點(diǎn)的位置進(jìn)行求導(dǎo)得到變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度-時(shí)間曲線及加速度-時(shí)間曲線,使用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件ADAMS驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果的正確性。使用虛功原理分別對變胞并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度為1和2兩種狀態(tài)進(jìn)行靜力學(xué)分析,使用拉格朗日方程法對變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,分析壁厚對變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)基頻的影響。本文第四章將3個(gè)變胞關(guān)節(jié)式并聯(lián)機(jī)構(gòu)串聯(lián),構(gòu)成串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu),分析串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)空間,對串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)末端中心點(diǎn)位置求導(dǎo)得到串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)的速度-時(shí)間曲線及加速度-時(shí)間曲線。使用虛功原理對串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析,使用達(dá)朗貝爾原理對串并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文1989 年，Renaud 與 Charentus 將 4 個(gè) Stewart 并聯(lián)機(jī)構(gòu)串聯(lián)進(jìn)行串聯(lián)，研制了了世界上首個(gè)多平臺(tái)串并聯(lián)機(jī)器人 LX，，并且 Logabex 公司在此基礎(chǔ)上對 LX 機(jī)器人進(jìn)行研究和生產(chǎn)，LX 因其由多個(gè)相同的模塊構(gòu)成的特點(diǎn)使得該串并聯(lián)機(jī)器人可在結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展而且便于生產(chǎn)[7]。1992 年，Shahipoor[8]設(shè)計(jì)一種模塊化的串并聯(lián)機(jī)器人，每個(gè)模塊是一個(gè) Stewa機(jī)構(gòu)，該串并聯(lián)機(jī)構(gòu)由位于底部的 3-SPS+PPP 機(jī)構(gòu)和位于頂部的 3-SPS+S 機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的串并聯(lián)機(jī)構(gòu)，在底部的 3-SPS+PPP 機(jī)構(gòu)具有沿著 X、Y、Z 方向的移動(dòng)自由度，位于頂部的 3-SPS+S 機(jī)構(gòu)包括 3 個(gè)繞軸固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種設(shè)計(jì)方式的好處在于可求得該機(jī)構(gòu)正解的解析解，且具有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間范圍與動(dòng)平臺(tái)位姿無關(guān)的特點(diǎn)；此外可通過改變模塊數(shù)量而獲得更大范圍的靈活性與工作范圍，因?yàn)樵撃K質(zhì)量較輕，因此整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度與質(zhì)量的比值大。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文1989 年，Renaud 與 Charentus 將 4 個(gè) Stewart 并聯(lián)機(jī)構(gòu)串聯(lián)進(jìn)行串聯(lián)，研制了了世界上首個(gè)多平臺(tái)串并聯(lián)機(jī)器人 LX，并且 Logabex 公司在此基礎(chǔ)上對 LX 機(jī)器人進(jìn)行研究和生產(chǎn)，LX 因其由多個(gè)相同的模塊構(gòu)成的特點(diǎn)使得該串并聯(lián)機(jī)器人可在結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展而且便于生產(chǎn)[7]。1992 年，Shahipoor[8]設(shè)計(jì)一種模塊化的串并聯(lián)機(jī)器人，每個(gè)模塊是一個(gè) Stewa機(jī)構(gòu)，該串并聯(lián)機(jī)構(gòu)由位于底部的 3-SPS+PPP 機(jī)構(gòu)和位于頂部的 3-SPS+S 機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的串并聯(lián)機(jī)構(gòu)，在底部的 3-SPS+PPP 機(jī)構(gòu)具有沿著 X、Y、Z 方向的移動(dòng)自由度，位于頂部的 3-SPS+S 機(jī)構(gòu)包括 3 個(gè)繞軸固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種設(shè)計(jì)方式的好處在于可求得該機(jī)構(gòu)正解的解析解，且具有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間范圍與動(dòng)平臺(tái)位姿無關(guān)的特點(diǎn)；此外可通過改變模塊數(shù)量而獲得更大范圍的靈活性與工作范圍，因?yàn)樵撃K質(zhì)量較輕，因此整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度與質(zhì)量的比值大。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH112

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本文編號：2669105