本文關(guān)鍵詞：3-PPRS空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能研究與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有多條支鏈、多個(gè)驅(qū)動(dòng)，其高精度和高負(fù)載能力受到了眾多學(xué)者的青睞。為了更多地探究新型空間機(jī)構(gòu)，本文提出了3-PPRS空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，分析了該機(jī)構(gòu)的自由度，在運(yùn)動(dòng)學(xué)、工作空間及虛擬樣機(jī)仿真方面進(jìn)行了深入研究。 首先，提出了3-PPRS空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)，運(yùn)用傳統(tǒng)的Kutzbach-Grübler公式進(jìn)行了自由度數(shù)的計(jì)算，運(yùn)用螺旋理論詳細(xì)分析了機(jī)構(gòu)自由度，最終確認(rèn)了該機(jī)構(gòu)輸出為六自由度的機(jī)構(gòu)，兩種方法的結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了計(jì)算的正確性。 其次，對(duì)3-PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了深入研究�；谛D(zhuǎn)矩陣對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位置逆解的分析，通過桿長(zhǎng)約束條件建立了逆解方程；運(yùn)用空間矢量環(huán)建立正解約束方程，并用解析法逐步消元，得到一個(gè)單參數(shù)高次方程的求解，通過MATLAB編程得到3-PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的所有正解位姿，對(duì)正解和反解的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩計(jì)算結(jié)果一致；建立矢量關(guān)系求解出支鏈約束方程，方程兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得到速度和加速度，從而求得3-PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一階、二階影響系數(shù)。 然后，對(duì)3-PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間進(jìn)行研究。基于位置逆解，運(yùn)用數(shù)值搜索法求解該機(jī)構(gòu)的工作空間，并且通過MATLAB進(jìn)行編程計(jì)算，記錄滿足條件的位置點(diǎn)集，最后將可達(dá)工作空間以三維圖導(dǎo)出。通過改變歐拉角輸出范圍，研究了歐拉角對(duì)工作空間的影響。 最后，對(duì)3-PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的仿真。給定執(zhí)行器末端軌跡，對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行仿真，測(cè)量六個(gè)驅(qū)動(dòng)的速度、加速度等特性曲線，將之與理論曲線對(duì)比，驗(yàn)證了仿真的正確性；將逆解的驅(qū)動(dòng)施加到六個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，并對(duì)動(dòng)平臺(tái)施加力和力矩，研究機(jī)構(gòu)的六個(gè)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力及功率。經(jīng)過分析研究，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度、加速度、驅(qū)動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)功率變化平穩(wěn)，沒有突起，，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：3-PPRS并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 工作空間 動(dòng)力學(xué)分析
【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】：2015
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用11-13
• 1.2.1 運(yùn)動(dòng)模擬器11
• 1.2.2 并聯(lián)機(jī)床11-12
• 1.2.3 生物醫(yī)學(xué)工程12
• 1.2.4 操作平臺(tái)和傳感器12-13
• 1.3 空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及分析13-17
• 1.3.1 自由度分析13-14
• 1.3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)研究14-15
• 1.3.3 工作空間分析15-16
• 1.3.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真16-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 2 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型研究20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)20-21
• 2.3 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析21-26
• 2.3.1 基于 Kutzbach- Grübler 公式的自由度計(jì)算21-22
• 2.3.2 基于螺旋理論的自由度計(jì)算22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析27-48
• 3.1 引言27
• 3.2 建立坐標(biāo)系27-28
• 3.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿描述及坐標(biāo)變換28-31
• 3.3.1 位姿描述28-30
• 3.3.2 坐標(biāo)變換30-31
• 3.4 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置分析31-42
• 3.4.1 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置反解31-34
• 3.4.2 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置正解34-40
• 3.4.3 實(shí)例計(jì)算40-42
• 3.5 速度分析42-46
• 3.6 加速度分析46-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 4 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間研究48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 工作空間分類48-49
• 4.3 影響 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的因素49-50
• 4.3.1 移動(dòng)副的移動(dòng)行程約束49
• 4.3.2 運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角的約束49-50
• 4.3.3 運(yùn)動(dòng)支鏈的干涉50
• 4.4 工作空間的計(jì)算方法50-51
• 4.4.1 離散法50
• 4.4.2 幾何法50-51
• 4.4.3 數(shù)值法51
• 4.5 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間51-53
• 4.6 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間仿真與分析53-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 5 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真58-71
• 5.1 引言58
• 5.2 Pro/E 和 ADAMS 軟件的選擇58-60
• 5.2.1 Pro/E 軟件的選擇58-59
• 5.2.2 ADAMS 軟件特征59-60
• 5.3 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)60-63
• 5.3.1 創(chuàng)建 3D 模型60-61
• 5.3.2 ADAMS 中建立仿真模型61-63
• 5.4 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析63-67
• 5.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真步驟64-65
• 5.4.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真結(jié)果及分析65-67
• 5.5 3-PPRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析67-69
• 5.5.1 動(dòng)力學(xué)仿真步驟67-68
• 5.5.2 動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果及分析68-69
• 5.6 本章小結(jié)69-71
• 6 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果78-79
• 致謝79-80

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：3-PPRS空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能研究與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：303325