發(fā)布時(shí)間：2017-04-05 01:03

  本文關(guān)鍵詞：3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度性能及優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)是一種對稱型的三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),具有剛度大、精度高、易于反饋控制等優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于微型雕刻、轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)等方面。本文研究了3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能及仿真、剛度性能及優(yōu)化。首先,根據(jù)3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),運(yùn)用坐標(biāo)變換法建立機(jī)構(gòu)模型,并推導(dǎo)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,用Adams軟件對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了仿真;使用閉環(huán)矢量法推導(dǎo)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)約束方程,求導(dǎo)得機(jī)構(gòu)速度映射方程,并推導(dǎo)得到機(jī)構(gòu)的完整雅可比矩陣和無量綱雅可比矩陣;基于該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,采用數(shù)值法得到機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間。其次,對3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度進(jìn)行了分析。忽略一些次要因素的情況下,推導(dǎo)了3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣模型。對3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)剛度矩陣和守恒協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換剛度矩陣進(jìn)行了分析與比較。對于傳統(tǒng)剛度矩陣,研究了動(dòng)平臺(tái)參考點(diǎn)與靜平臺(tái)參考點(diǎn)距離不變的情況下,剛度在不同方向上的剛度映射分布情況;對于基于守恒協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換剛度矩陣,研究了同樣情況下,剛度在不同方向上的剛度映射分布情況;研究了機(jī)構(gòu)只受外力影響而不考慮機(jī)構(gòu)內(nèi)力影響的情況下的剛度特性。最后,對3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要針對運(yùn)動(dòng)學(xué)性能和剛度性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選定的優(yōu)化指標(biāo)為機(jī)構(gòu)工作空間和機(jī)構(gòu)體積的比值、垂直于靜平臺(tái)方向的剛度映射以及雅克比矩陣條件數(shù);進(jìn)行了優(yōu)化方法的比較,選擇遺傳算法實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多性能優(yōu)化設(shè)計(jì);使用Matlab編程,完成了機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),并對優(yōu)化前后機(jī)構(gòu)的性能進(jìn)行了對比。結(jié)果表明,優(yōu)化后機(jī)構(gòu)性能有了顯著提高。
【關(guān)鍵詞】：3-PSP 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)學(xué) 剛度 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 選題依據(jù)和背景9-10
• 1.2 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀及分析10-16
• 1.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能研究10-13
• 1.2.2 剛度性能研究13-14
• 1.2.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 2 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析18-35
• 2.1 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型18-19
• 2.2 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)系建立19-20
• 2.3 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置逆解20-23
• 2.4 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度映射方程23-26
• 2.5 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間26-29
• 2.6 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真29-34
• 2.6.1 仿真步驟29
• 2.6.2 三維模型創(chuàng)建29
• 2.6.3 導(dǎo)入模型、添加約束29-31
• 2.6.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解仿真31-34
• 2.7 本章小結(jié)34-35
• 3 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度求解及分析35-50
• 3.1 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度模型的建立35-36
• 3.2 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靜剛度模型36-38
• 3.3 3-PSP 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度映射38-48
• 3.4 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度特性分析48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)多性能優(yōu)化設(shè)計(jì)50-62
• 4.1 主要優(yōu)化性能的選擇50
• 4.2 3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)多性能優(yōu)化設(shè)計(jì)算例50-56
• 4.2.1 設(shè)計(jì)變量的選取50-51
• 4.2.2 約束條件的選擇51
• 4.2.3 目標(biāo)函數(shù)的建立51-56
• 4.3 優(yōu)化方法的選擇56-58
• 4.4 優(yōu)化求解及結(jié)果分析58-61
• 4.4.1 優(yōu)化求解59-60
• 4.4.2 結(jié)果分析60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 論文總結(jié)62
• 5.2 工作展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳任和;賀愛東;;基于Kriging模型的并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2016年02期

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7 曲海波;梁藝瀚;方躍法;周益林;;4-RRS冗余球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)與剛度分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年11期

8 王超群;高踔;陳柏;吳洪濤;;3-RRR球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年04期

9 崔榮江;郭宗和;張華;馬繼春;;3-RPC機(jī)構(gòu)的安全工作空間設(shè)計(jì)[J];機(jī)床與液壓;2015年05期

10 柴保明;韓紅雨;陳景禮;張保民;;2-RPS&PSR并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度分析[J];機(jī)床與液壓;2015年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郝齊;一種兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)控制研究[D];清華大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張志良;三自由度3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能與仿真研究[D];中北大學(xué);2014年

2 孫德智;4-RCRP并聯(lián)機(jī)器人全域性能分析及其優(yōu)化研究[D];南京理工大學(xué);2014年

3 韋斌;三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化與剛度性能研究[D];河北工程大學(xué);2013年

4 劉平松;I4R型并聯(lián)機(jī)器人全域性能及其優(yōu)化研究[D];南京理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度性能及優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：286186