恒定雅可比矩陣并聯(lián)機構的構型綜合
發(fā)布時間：2021-01-08 12:39
并聯(lián)機構的雅可比矩陣表示了操作空間與關節(jié)空間之間速度與力的傳遞關系,是并聯(lián)機構性能分析與評價的基礎。一般而言,對于大多數(shù)并聯(lián)機構,其雅可比矩陣會隨著機構位姿的變化而變化,機構的運動和力等各項性能參數(shù)也會隨之變化。倘若并聯(lián)機構的雅可比矩陣在工作空間各位置姿態(tài)下均能始終保持恒定,則機構運動與力等各參數(shù)的輸入輸出間映射關系將維持不變,這將不僅為機構的分析與設計帶來諸多便利,而且對提高并聯(lián)機構的控制精度有著重要意義�；诖�,本課題將開展對具有恒定雅可比矩陣特性的并聯(lián)機構進行相關研究。主要研究內容如下:首先,討論了主運動螺旋和恒傳遞螺旋的關系。給出了移動并聯(lián)機構的雅可比矩陣保持恒定的判定準則;基于傳遞螺旋和動平臺自由度性質,對轉動并聯(lián)機構和混合運動并聯(lián)機構進行分類,并給出了其雅可比矩陣保持恒定的判定準則。其次,介紹了恒定雅可比矩陣并聯(lián)機構的構型綜合原理,即首先給出了恒定雅可比矩陣并聯(lián)機構的分支構型綜合流程,然后,基于綜合出的各類分支對此類機構進行構建,得到了雅可比矩陣恒定的并聯(lián)機構的分支構成。再次,基于約束螺旋綜合理論和恒定雅可比并聯(lián)機構判定理論,首次系統(tǒng)地綜合了滿足恒定雅可比矩陣判定理論的分支...
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Gwinnett提出的并聯(lián)娛樂裝置
是由兩條或兩條以上的開環(huán)運動支鏈連接動、靜平臺，以并聯(lián)方式驅動動平臺的兩個或者兩個以上自由度的一種閉環(huán)機構。當機構的各個支鏈結構相同時，稱為對稱并聯(lián)機構，反之，則稱為非對稱并聯(lián)機構[1]。19 世紀初葉，法國學者 Cauchy[2]針對與并聯(lián)機構有關的一些基礎理論問題做了初步研究。1928 年，美國學者 Gwinnett[3]發(fā)明了一種娛樂裝置，并于 1931 年投入應用(如圖 1-1)。該裝置實質是球面并聯(lián)機構。國內外機構學學者普遍認為該娛樂裝置是并聯(lián)機構第一次與實際應用結合的典型范例。1934 年，美國工程師 Pollard[4]提出了一種用于汽車噴漆的并聯(lián)機構(如圖 1-2)，實現(xiàn)了并聯(lián)機構首次用于工業(yè)生產的突破。為了研究飛機在著陸時輪胎的受力這一難題，1947 年，英國工程師 Gough[5]發(fā)明了一種新型六自由度并聯(lián)機構，如圖 1-3 所示。該裝置通過任意改變輪胎的位置和方向來檢測輪胎的受力，并于 1954 年交付 Dunlop 工廠正式投入使用(如圖 1-4)。1965年，英國工程師 Stewart[6]進一步研究了該空間六自由度機構，發(fā)明了飛行模擬器運動仿真平臺，如圖 1-5 所示。
燕山大學工程碩士學位論文MacCallion 和 Pham[8]教授首次利用 Stewart 機構應用于機器人操作器和裝配機器人隨后，Stewart 機構逐漸成為國際機器人學研究的熱點之一，被應用到步行機器人機器人手腕等領域�，F(xiàn)在，“Stewart Platform”不僅是機構學領域里空間六自由度聯(lián)機構的代名詞，也是目前實際應用最廣的并聯(lián)機構之一。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]3自由度轉動廣義解耦并聯(lián)機構構型綜合[J]. 曾達幸,王華明,樊明洲,王娟娟,侯雨雷. 機械工程學報. 2017(03)
[2]完全各向同性解耦2T2R型并聯(lián)機器人構型綜合[J]. 曹毅,秦友蕾,陳海,葛姝翌,周輝. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2016(07)
[3]完全各向同性解耦3T1R型并聯(lián)機器人構型綜合[J]. 曹毅,秦友蕾,陳海,劉凱,周輝. 上海交通大學學報. 2016(05)
[4]無耦合完全各向同性1T1R并聯(lián)機器人機構構型綜合[J]. 陳海,曹毅,秦友蕾. 中國機械工程. 2016(05)
[5]基于支鏈驅動理論的解耦球面轉動并聯(lián)機構型綜合[J]. 張帆,張丹. 農業(yè)機械學報. 2011(11)
[6]一種新型四自由度并聯(lián)平臺機構及其位置分析[J]. 趙鐵石,黃真. 機械科學與技術. 2000(06)
[7]欠秩空間并聯(lián)機器人輸入選取的理論與應用[J]. 趙鐵石,黃真. 機械工程學報. 2000(10)
[8]串并聯(lián)微動機構的運動學分析[J]. 畢樹生,王守杰,宗光華. 機器人. 1997(04)
[9]壓電陶瓷驅動并聯(lián)微動機器人的研究[J]. 孫立寧,安輝,蔡鶴皋. 高技術通訊. 1997(03)
博士論文
[1]少自由度無奇異完全各向同性并聯(lián)機構型綜合理論研究[D]. 張彥斌.西安理工大學 2008
本文編號：2964611
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：73 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Gwinnett提出的并聯(lián)娛樂裝置
是由兩條或兩條以上的開環(huán)運動支鏈連接動、靜平臺，以并聯(lián)方式驅動動平臺的兩個或者兩個以上自由度的一種閉環(huán)機構。當機構的各個支鏈結構相同時，稱為對稱并聯(lián)機構，反之，則稱為非對稱并聯(lián)機構[1]。19 世紀初葉，法國學者 Cauchy[2]針對與并聯(lián)機構有關的一些基礎理論問題做了初步研究。1928 年，美國學者 Gwinnett[3]發(fā)明了一種娛樂裝置，并于 1931 年投入應用(如圖 1-1)。該裝置實質是球面并聯(lián)機構。國內外機構學學者普遍認為該娛樂裝置是并聯(lián)機構第一次與實際應用結合的典型范例。1934 年，美國工程師 Pollard[4]提出了一種用于汽車噴漆的并聯(lián)機構(如圖 1-2)，實現(xiàn)了并聯(lián)機構首次用于工業(yè)生產的突破。為了研究飛機在著陸時輪胎的受力這一難題，1947 年，英國工程師 Gough[5]發(fā)明了一種新型六自由度并聯(lián)機構，如圖 1-3 所示。該裝置通過任意改變輪胎的位置和方向來檢測輪胎的受力，并于 1954 年交付 Dunlop 工廠正式投入使用(如圖 1-4)。1965年，英國工程師 Stewart[6]進一步研究了該空間六自由度機構，發(fā)明了飛行模擬器運動仿真平臺，如圖 1-5 所示。
燕山大學工程碩士學位論文MacCallion 和 Pham[8]教授首次利用 Stewart 機構應用于機器人操作器和裝配機器人隨后，Stewart 機構逐漸成為國際機器人學研究的熱點之一，被應用到步行機器人機器人手腕等領域�，F(xiàn)在，“Stewart Platform”不僅是機構學領域里空間六自由度聯(lián)機構的代名詞，也是目前實際應用最廣的并聯(lián)機構之一。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]3自由度轉動廣義解耦并聯(lián)機構構型綜合[J]. 曾達幸,王華明,樊明洲,王娟娟,侯雨雷. 機械工程學報. 2017(03)
[2]完全各向同性解耦2T2R型并聯(lián)機器人構型綜合[J]. 曹毅,秦友蕾,陳海,葛姝翌,周輝. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2016(07)
[3]完全各向同性解耦3T1R型并聯(lián)機器人構型綜合[J]. 曹毅,秦友蕾,陳海,劉凱,周輝. 上海交通大學學報. 2016(05)
[4]無耦合完全各向同性1T1R并聯(lián)機器人機構構型綜合[J]. 陳海,曹毅,秦友蕾. 中國機械工程. 2016(05)
[5]基于支鏈驅動理論的解耦球面轉動并聯(lián)機構型綜合[J]. 張帆,張丹. 農業(yè)機械學報. 2011(11)
[6]一種新型四自由度并聯(lián)平臺機構及其位置分析[J]. 趙鐵石,黃真. 機械科學與技術. 2000(06)
[7]欠秩空間并聯(lián)機器人輸入選取的理論與應用[J]. 趙鐵石,黃真. 機械工程學報. 2000(10)
[8]串并聯(lián)微動機構的運動學分析[J]. 畢樹生,王守杰,宗光華. 機器人. 1997(04)
[9]壓電陶瓷驅動并聯(lián)微動機器人的研究[J]. 孫立寧,安輝,蔡鶴皋. 高技術通訊. 1997(03)
博士論文
[1]少自由度無奇異完全各向同性并聯(lián)機構型綜合理論研究[D]. 張彥斌.西安理工大學 2008
本文編號：2964611
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