過(guò)約束五自由度混聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-09 17:15
具有兩移動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)自由度(2T1R)和兩轉(zhuǎn)動(dòng)一移動(dòng)自由度(2R1T)過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),已成為少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的研究重點(diǎn)。基于3自由度過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)所構(gòu)造的過(guò)約束5自由度混聯(lián)機(jī)器人,融合了串聯(lián)機(jī)器人工作空間大、靈活性好以及并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度大、承載能力強(qiáng)的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于空間復(fù)雜曲面的零部件加工領(lǐng)域。本文針對(duì)航空航天、汽車、船舶等領(lǐng)域復(fù)雜曲面加工任務(wù)要求,開(kāi)展過(guò)約束5自由度混聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及理論研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:借助螺旋理論對(duì)組成少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的常用典型分支進(jìn)行了約束分析,并按分支的平面與空間運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行分類;在2R1T并聯(lián)機(jī)構(gòu)中,其中具有2條連續(xù)轉(zhuǎn)軸的并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)解耦性好,使其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型簡(jiǎn)單,易于得到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)解析解,故對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度轉(zhuǎn)軸與分支結(jié)構(gòu)約束的關(guān)系進(jìn)行分析;對(duì)剛體繞2軸線連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況進(jìn)行研究,旨在得到分支布置對(duì)運(yùn)動(dòng)副的影響。對(duì)綜合出的2T1R平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)3PRR進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),增設(shè)1條PRR分支,組成驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)。為增加了機(jī)器人的可研究性,對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)拆分設(shè)計(jì),使其成為易于實(shí)現(xiàn)變胞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)的變胞性有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)冗余和...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:166 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
復(fù)雜結(jié)構(gòu)件
聯(lián)機(jī)構(gòu)新構(gòu)型具有重要意義。1.2 機(jī)器人概述機(jī)器人是在近代工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)高新技術(shù),機(jī)器人隨著社會(huì)發(fā)展,其應(yīng)用范圍日趨廣泛。機(jī)器人憑借其高自動(dòng)化、高智能化等優(yōu)勢(shì),已成為當(dāng)今社會(huì)不可或缺的單元。1.2.1 串聯(lián)機(jī)器人最早的機(jī)器人以串聯(lián)型機(jī)器人居多,如圖 1-2 所示,主要是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或者移動(dòng)關(guān)節(jié)將多連桿進(jìn)行連接組成開(kāi)環(huán)機(jī)構(gòu)形式[3,4]。根據(jù)不同的任務(wù)要求,串聯(lián)機(jī)器人的種類和形態(tài)各異,平面串聯(lián)機(jī)器人、空間串聯(lián)機(jī)器人、單臂串聯(lián)機(jī)器人以及雙臂串聯(lián)機(jī)器人等,但其共性為串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作空間大、靈活性好的特點(diǎn),已成為當(dāng)今工業(yè)中最常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人。
第 1 章 緒 論1.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)上世紀(jì)八十年代以來(lái),隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體速度、剛度、動(dòng)態(tài)特性等提出了更高的要求,機(jī)器人機(jī)構(gòu)也由串聯(lián)開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈拓展到結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的并聯(lián)多閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈。并聯(lián)機(jī)構(gòu)[3,5-7]動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)之間由 2 條或多條分支相連,具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、承載能力大等特點(diǎn)。實(shí)際中,世界上最早的空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)概念機(jī)的應(yīng)該領(lǐng)域?yàn)閵蕵?lè)場(chǎng)所[8]和工業(yè)噴涂[9],其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖分別如圖 1-3 和圖 1-4所示,但這 2 種設(shè)備未取得實(shí)際應(yīng)用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)五軸數(shù)控加工技術(shù)探索[J]. 楊金發(fā),張積瑜,朱靜宇,趙天楊,梁宏坤. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2018(01)
[2]兩轉(zhuǎn)一移三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 李秦川,柴馨雪,陳巧紅. 科學(xué)通報(bào). 2017(14)
[3]Exe-Variant并聯(lián)模塊靜剛度分析[J]. 陶兆勝,彭澎,趙艷芹. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]基于POC方法的少自由度無(wú)過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合[J]. 朱小蓉,宋月月,沈惠平,姚欣,孫晨,楊廷力. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[5]Exechon并聯(lián)模塊的靜剛度建模與分析[J]. 張俊,趙艷芹. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(19)
[6]新型3T2R龍門(mén)式混聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)模型[J]. 王書(shū)森,梅瑛,李瑞琴. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[7]一種無(wú)伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)[J]. 陳子明,張揚(yáng),黃坤,黃真. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]1T2R3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜合[J]. 汪滿新,黃田. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(17)
[9]基于Lamé曲線的Delta并聯(lián)機(jī)器人拾放操作軌跡的優(yōu)化與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 解則曉,商大偉,任憑. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]并聯(lián)機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)/力傳遞功率最大值的評(píng)價(jià)[J]. 陳祥,謝福貴,劉辛軍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手模塊TriVariant的設(shè)計(jì)理論與方法[D]. 李曚.天津大學(xué) 2005
碩士論文
[1]一種5自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能分析與設(shè)計(jì)[D]. 吳偉峰.浙江理工大學(xué) 2015
[2]JDYP51型虛擬軸研拋機(jī)床可視化運(yùn)動(dòng)仿真的研究[D]. 王旭.吉林大學(xué) 2005
本文編號(hào):3073182
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:166 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
復(fù)雜結(jié)構(gòu)件
聯(lián)機(jī)構(gòu)新構(gòu)型具有重要意義。1.2 機(jī)器人概述機(jī)器人是在近代工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)高新技術(shù),機(jī)器人隨著社會(huì)發(fā)展,其應(yīng)用范圍日趨廣泛。機(jī)器人憑借其高自動(dòng)化、高智能化等優(yōu)勢(shì),已成為當(dāng)今社會(huì)不可或缺的單元。1.2.1 串聯(lián)機(jī)器人最早的機(jī)器人以串聯(lián)型機(jī)器人居多,如圖 1-2 所示,主要是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或者移動(dòng)關(guān)節(jié)將多連桿進(jìn)行連接組成開(kāi)環(huán)機(jī)構(gòu)形式[3,4]。根據(jù)不同的任務(wù)要求,串聯(lián)機(jī)器人的種類和形態(tài)各異,平面串聯(lián)機(jī)器人、空間串聯(lián)機(jī)器人、單臂串聯(lián)機(jī)器人以及雙臂串聯(lián)機(jī)器人等,但其共性為串聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作空間大、靈活性好的特點(diǎn),已成為當(dāng)今工業(yè)中最常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人。
第 1 章 緒 論1.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)上世紀(jì)八十年代以來(lái),隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體速度、剛度、動(dòng)態(tài)特性等提出了更高的要求,機(jī)器人機(jī)構(gòu)也由串聯(lián)開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈拓展到結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的并聯(lián)多閉環(huán)運(yùn)動(dòng)鏈。并聯(lián)機(jī)構(gòu)[3,5-7]動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)之間由 2 條或多條分支相連,具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、承載能力大等特點(diǎn)。實(shí)際中,世界上最早的空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)概念機(jī)的應(yīng)該領(lǐng)域?yàn)閵蕵?lè)場(chǎng)所[8]和工業(yè)噴涂[9],其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖分別如圖 1-3 和圖 1-4所示,但這 2 種設(shè)備未取得實(shí)際應(yīng)用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)五軸數(shù)控加工技術(shù)探索[J]. 楊金發(fā),張積瑜,朱靜宇,趙天楊,梁宏坤. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2018(01)
[2]兩轉(zhuǎn)一移三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 李秦川,柴馨雪,陳巧紅. 科學(xué)通報(bào). 2017(14)
[3]Exe-Variant并聯(lián)模塊靜剛度分析[J]. 陶兆勝,彭澎,趙艷芹. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]基于POC方法的少自由度無(wú)過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合[J]. 朱小蓉,宋月月,沈惠平,姚欣,孫晨,楊廷力. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[5]Exechon并聯(lián)模塊的靜剛度建模與分析[J]. 張俊,趙艷芹. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(19)
[6]新型3T2R龍門(mén)式混聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)模型[J]. 王書(shū)森,梅瑛,李瑞琴. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[7]一種無(wú)伴隨運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機(jī)構(gòu)[J]. 陳子明,張揚(yáng),黃坤,黃真. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]1T2R3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜合[J]. 汪滿新,黃田. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(17)
[9]基于Lamé曲線的Delta并聯(lián)機(jī)器人拾放操作軌跡的優(yōu)化與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 解則曉,商大偉,任憑. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]并聯(lián)機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)/力傳遞功率最大值的評(píng)價(jià)[J]. 陳祥,謝福貴,劉辛軍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手模塊TriVariant的設(shè)計(jì)理論與方法[D]. 李曚.天津大學(xué) 2005
碩士論文
[1]一種5自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能分析與設(shè)計(jì)[D]. 吳偉峰.浙江理工大學(xué) 2015
[2]JDYP51型虛擬軸研拋機(jī)床可視化運(yùn)動(dòng)仿真的研究[D]. 王旭.吉林大學(xué) 2005
本文編號(hào):3073182
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