三維平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)具有速度高、剛度大、精度高、動(dòng)力性能好、驅(qū)動(dòng)元件少、造價(jià)低和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),有良好的應(yīng)用前景,特別是分支相同、結(jié)構(gòu)對(duì)稱、具有各向同性的對(duì)稱三維平動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人更具應(yīng)用潛力,受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文主要對(duì)新型三平移3-RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了深入的研究。第一,對(duì)3-RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)約束特征、位置解、奇異位形、工作空間進(jìn)行了系統(tǒng)研究,為后面的參數(shù)優(yōu)化提供了一定的理論依據(jù)。第二,分析了機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)工作空間及運(yùn)動(dòng)性能的影響,分別以工作空間、靈巧度以及兩者的綜合作為優(yōu)化目標(biāo),采用遺傳算法運(yùn)用MATLAB遺傳算法工具箱對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),通過(guò)優(yōu)化前后數(shù)據(jù)和圖譜的對(duì)比分析驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的可行性,為物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)提供了合理的依據(jù)。第三,對(duì)3-RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)在平面雕刻機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行了有意義的探討,借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了虛擬樣機(jī),并通過(guò)雕刻漢字“中國(guó)”進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證了該應(yīng)用的可行性。通過(guò)以上的分析和研究,對(duì)3-RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能和運(yùn)動(dòng)學(xué)性能有了具體而深入的了解,并基于工作空間和靈巧度對(duì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了使機(jī)構(gòu)性能更優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)... 

【文章來(lái)源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

遺傳算法工具箱圖形用戶界面GUI例如:單擊“Population”參數(shù)選項(xiàng)，種群窗格展開來(lái)，可以逐一設(shè)置其中的參數(shù)項(xiàng)，如populationtype(種群類型)、populationsize(種群尺度)、ereationfunetion(創(chuàng)建函數(shù))、Initialpopulation(初始種群)、InitialSeoreS(初始得

碩丁1學(xué)位論文第三章3一RCR三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析圖3一13一RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖3一23一RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)體模型3.2.2機(jī)構(gòu)自由度分析根據(jù)螺旋理論[34]，機(jī)構(gòu)的所有運(yùn)動(dòng)副均可用運(yùn)動(dòng)螺旋表示。并聯(lián)機(jī)構(gòu)每條支鏈中的運(yùn)動(dòng)副經(jīng)運(yùn)動(dòng)螺旋表示后，可構(gòu)成一分支螺旋系。在求得所有分支螺旋系的約束螺旋后，通過(guò)分析即可確定動(dòng)平臺(tái)受到的約束類型和數(shù)目，進(jìn)而可確定動(dòng)平臺(tái)的自由度。圖3一1中每個(gè)支鏈的4個(gè)運(yùn)動(dòng)副(圓柱副看成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)移動(dòng)副)構(gòu)成一個(gè)分支螺旋系，建立坐標(biāo)系A(chǔ)I一XYZ，則支鏈AIBICI對(duì)應(yīng)的分支螺旋系為:S， =(000;100) s:=(100;0熱cZ)凡 =(000;100)凡 =(100;O戈叭)(3一l)式(3一1)中，乓，cZ

?宦畚牡謁惱?一RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形與工作空間分析圖4一7工作空間三維立體圖山圖4一4一4一6可以看出3一RCR并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間關(guān)于X軸對(duì)稱，工作空間內(nèi)沒(méi)有空洞。圖4一4所示垂直Z軸截面的工作空間是類似正三角形的圖形，這與并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型特點(diǎn)正好相符。圖4一5所示垂直Y軸的各截面工作空間形狀變化很大，在Y=173.Zmm處的截面是中間截面，此截面面積最大，另外兩個(gè)截面曲線是邊界位置的截面曲線。圖4一6所示，由于坐標(biāo)系建立位置和工作空間形狀的原因，垂直于X軸的各截面上的工作空間不對(duì)稱和不夠規(guī)整，其中在X=Omm處的截面是中間截面

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博士論文
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本文編號(hào)：3308703