面向航空、國防、智能制造等領(lǐng)域?qū)Ω骶S度靈敏度不同的多維力感知技術(shù)的迫切需求,本文基于“微力感知”的思想,巧妙應用近奇異位形作為增力機構(gòu),將近奇異位形引入到多維力感知機構(gòu)的設(shè)計研發(fā)當中,來提高多維力感知機構(gòu)不同維度的靈敏度。以近奇異柔性并聯(lián)多維力感知機構(gòu)為研究對象,依次開展了構(gòu)型分析與構(gòu)型綜合、剛度與靜力映射建模、性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、樣機研制與標定實驗等方面的研究工作,豐富了多維力感知機構(gòu)的構(gòu)型,為近奇異多維力感知機構(gòu)的應用提供了新思路。首先,根據(jù)機構(gòu)在近奇異位形下,在某些特定方向上施加力/力矩時,會產(chǎn)生較大內(nèi)力這一特點,引入近奇異構(gòu)型設(shè)計理念�；诼菪碚�,將近奇異理念與柔性并聯(lián)多維力感知機構(gòu)相融合,分別對基于六分支、八分支Stewart平臺以及SS分支的近奇異多維力感知機構(gòu)進行構(gòu)型設(shè)計與構(gòu)型綜合。其次,基于變形疊加原理與變形協(xié)調(diào)條件,對近奇異構(gòu)型多維力感知機構(gòu)的剛度模型與靜力映射模型進行了理論推導,得到了其數(shù)學表達式。并通過ANSYS Workbench對典型的近奇異六維力感知機構(gòu)數(shù)學模型進行了數(shù)值驗證,得到了典型近奇異六維力感知機構(gòu)的靈敏度放大倍數(shù)。再次,提出了近奇異度性能指標... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

平面3自由度柔性并聯(lián)機構(gòu)

形來實現(xiàn)運動和力的傳遞與轉(zhuǎn)換[1]，具有傳統(tǒng)剛性機構(gòu)所沒有的無摩擦、無間隙、精度高以及無需潤滑等諸多優(yōu)點[2]。自上世紀 80 年代提出以來，就被廣大學者所重視。歷經(jīng) 30 多年的迅猛發(fā)展，已經(jīng)在諸如微機電系統(tǒng)、生物工程、精密測量與定位、航空航天等領(lǐng)域獲得重要應用。多自由度柔性并聯(lián)機構(gòu)相對于 6 自由度而言機構(gòu)運動易于確定，加上柔性鉸鏈精度高的特點，經(jīng)常應用在高精度領(lǐng)域。Wang 等[3]利用柔性機構(gòu)，設(shè)計了一種新型平面三自由度納米定位平臺，該平臺具有高剛性，高放大倍率，高精度圓軌跡跟蹤和定位等優(yōu)點，如圖 1-1 所示。Dong 等[4]將柔性關(guān)節(jié)融入 3-RPR 并聯(lián)機構(gòu)設(shè)計出一種較高精度的可用于在微納米工程領(lǐng)域中的平面機械手，如圖 1-2 所示。Tian 等[5]基于柔性關(guān)節(jié)設(shè)計出一種三自由度高分辨率并聯(lián)機構(gòu)，如圖 1-3 所示。Yong[6]等設(shè)計了一種 3-RRR 柔性微動平臺，如圖 1-4 所示。Zhang 等[7]提出了一種用于控制復雜微操縱器的設(shè)計優(yōu)化過程，并在 5-PSS/1-UPU 柔性并聯(lián)機構(gòu)上進行了驗證。在拓撲優(yōu)化等方面，在柔性并聯(lián)機構(gòu)中也有一定的優(yōu)化應用研究[8-13]。

圖 1-3 3 自由度柔性并聯(lián)機構(gòu) 圖 1-4 柔性微動平臺眾多學者對基于柔性關(guān)節(jié)的 6 自由度柔性并聯(lián)機構(gòu)也有不少的研究。Brouwer等[14]利用柔性梁單元設(shè)計了一種 6 自由度微定位平臺，如圖 1-5 所示.。Wang 等[15]提出了一種具有 6 個柔性機械臂的 6 自由度柔性機械手，其精度可以調(diào)節(jié)，如圖 1-6所示。Yun 等[16]將柔性球鉸用在 8-PSS/SPS 冗余并聯(lián)機構(gòu)中，設(shè)計出高精度的微動平臺。

【參考文獻】：
期刊論文
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