相比于并聯(lián)機構(gòu)或串聯(lián)機構(gòu),串并混聯(lián)機構(gòu)具有兩者的共同優(yōu)點,且應用前景廣泛。但串并混聯(lián)機構(gòu)理論的不成熟對其實際應用有很大的限制,因此,開展對串并混聯(lián)機構(gòu)的研究,可以加速其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。串并混聯(lián)機構(gòu)中,將機構(gòu)的獨立驅(qū)動數(shù)目與機構(gòu)整體自由度相等的自由度大于6的機構(gòu),稱之為運動冗余混聯(lián)機構(gòu)。本課題主要對多個含直線分支（分支是由移動副驅(qū)動且兩端通過運動副與上下平臺相連）的并聯(lián)機構(gòu)串聯(lián)連接的運動冗余混聯(lián)機構(gòu)進行研究,針對冗余混聯(lián)機構(gòu)運動學建模、動力學建模和考慮慣性因素的剛度和彈性變形建模困難的問題進行了深入的理論研究,旨在建立此類含直線分支的冗余混聯(lián)機構(gòu)的統(tǒng)一的運動學、動力學和剛度及彈性變形的理論模型。主要研究內(nèi)容如下:為一類含直線分支的運動冗余混聯(lián)機構(gòu)建立完全的運動學正解的統(tǒng)一理論模型。對此類冗余混聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成進行介紹,定義各特定變量以及符號的命名規(guī)則,用以描述機構(gòu)的連接分布特性;針對單個并聯(lián)機構(gòu),建立其運動學統(tǒng)一模型;為避免以往求解冗余混聯(lián)機構(gòu)運動學的迭代問題,通過對中間量速度進行求解,推導出完全用輸入速度和輸入加速度求解末端廣義輸出速度和輸出加速度的統(tǒng)一的完全運動學正解理論模型;提... 

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 串并混聯(lián)機構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 混聯(lián)機構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.3 機構(gòu)的理論研究現(xiàn)狀
        1.3.1 運動學研究現(xiàn)狀
        1.3.2 動力學研究現(xiàn)狀
        1.3.3 剛度研究現(xiàn)狀
    1.4 串并混聯(lián)機構(gòu)的應用研究
    1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 含直線分支冗余混聯(lián)機構(gòu)運動學分析
    2.1 引言
    2.2 一般運動冗余混聯(lián)機構(gòu)概述
    2.3 單個并聯(lián)機構(gòu)的運動學分析
        2.3.1 位置正解
        2.3.2 位置反解
        2.3.3 速度和加速度的求解
    2.4 運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的運動學分析
        2.4.1 運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的速度分析
        2.4.2 運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的加速度分析
        2.4.3 基于輸入速度和加速度的運動冗余混聯(lián)機構(gòu)加速度正解
    2.5 2(3SPR)+3RPS運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的運動學分析
        2.5.1 機構(gòu)結(jié)構(gòu)概述
        2.5.2 機構(gòu)的位置反解
        2.5.3 機構(gòu)的速度分析
        2.5.4 機構(gòu)的加速度分析
        2.5.5 機構(gòu)的運動學仿真
    2.6 (4SPS+SPR)+4SPS/SP+3SPR運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的運動學分析
        2.6.1 機構(gòu)的結(jié)構(gòu)概述
        2.6.2 機構(gòu)的位置反解
        2.6.3 機構(gòu)的速度分析
        2.6.4 機構(gòu)的加速度分析
        2.6.5 機構(gòu)的運動學仿真
    2.7 本章小結(jié)
第3章 含直線分支的冗余混聯(lián)機構(gòu)動力學分析
    3.1 引言
    3.2 運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的靜力學分析
    3.3 分支的運動學分析
        3.3.1 分支的廣義速度模型
        3.3.2 分支的廣義加速度模型
    3.4 運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的動力學分析
        3.4.1 構(gòu)件的質(zhì)量特性
        3.4.2 構(gòu)件的受力
        3.4.3 動力學模型的建立
    3.5 2(3SPR)+3RPS運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的靜力學分析
    3.6 2(3SPR)+3RPS運動冗余混聯(lián)機構(gòu)的動力學分析
        3.6.1 分支角速度和角加速度的求解
        3.6.2 分支廣義速度和廣義加速度的求解
        3.6.3 構(gòu)件的質(zhì)量特性和受力
        3.6.4 機構(gòu)的動力學分析
        3.6.5 機構(gòu)的靜/動力學仿真
    3.7 本章小結(jié)
第4章 并聯(lián)及串并混聯(lián)機構(gòu)剛度和彈性變形分析
    4.1 引言
    4.2 并聯(lián)機構(gòu)剛度和彈性變形分析
        4.2.1 一般并聯(lián)機構(gòu)的動力學分析
        4.2.2 直線分支的彈性變形分析
        4.2.3 并聯(lián)機構(gòu)的總變形及剛度分析
    4.3 一般并聯(lián)機構(gòu)的靜剛度分析
    4.4 3SPR并聯(lián)機構(gòu)的剛度和彈性變形分析
        4.4.1 分支的彈性變形
        4.4.2 3SPR并聯(lián)機構(gòu)的剛度模型
        4.4.3 數(shù)值算例分析
    4.5 串并混聯(lián)機構(gòu)的彈性變形分析
        4.5.1 串并混聯(lián)機構(gòu)的動力學分析
        4.5.2 串并混聯(lián)機構(gòu)的總變形
    4.6 3SPR+3RPS混聯(lián)機構(gòu)彈性變形分析
        4.6.1 3SPR+3RPS串并混聯(lián)機構(gòu)概述
        4.6.2 機構(gòu)分支的變形求解
        4.6.3 數(shù)值算例分析
        4.6.4 有限元分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 運動冗余混聯(lián)機構(gòu)應用研究
    5.1 引言
    5.2 3SPR+3RPS三指串并混聯(lián)機構(gòu)分析
        5.2.1 3SPR+3RPS三指串并混聯(lián)機構(gòu)概述
        5.2.2 機構(gòu)的位置和工作空間分析
        5.2.3 機構(gòu)的運動學分析
        5.2.4 機構(gòu)的力學分析
    5.3 串并混聯(lián)的仿人機械臂機構(gòu)分析
        5.3.1 肩關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)3PSS/S機構(gòu)分析
        5.3.2 肘關(guān)節(jié)R+(RPR+R)機構(gòu)分析
        5.3.3 串并混聯(lián)的仿人機械臂機構(gòu)分析
        5.3.4 機構(gòu)的運動學仿真
    5.4 本章小結(jié)
第6章 機械手指與并聯(lián)機構(gòu)協(xié)調(diào)操作實驗研究
    6.1 引言
    6.2 實驗樣機
    6.3 機構(gòu)的控制系統(tǒng)
    6.4 含三手指3SPR混聯(lián)機構(gòu)的運動實驗
        6.4.1 實驗過程
        6.4.2 實驗結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
附錄
參考文獻
攻讀博士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]冗余驅(qū)動4-PRP+3-UPS＆PU混聯(lián)機床動力學模型[J]. 劉娜,梅瑛,王書森,胡微微.  機械傳動. 2017(08)
[2]帶有補償環(huán)節(jié)的串并聯(lián)混合型飛行模擬器指令分配方法[J]. 王曉晨,陳維山.  電機與控制學報. 2017(07)
[3]新型3T2R冗余驅(qū)動混聯(lián)機構(gòu)動力學分析[J]. 王書森,梅瑛.  機械設計與制造. 2016(05)
[4]基于Kane方程的冗余驅(qū)動5UPS/PRPU并聯(lián)機床動力學分析[J]. 鹿玲,姚建濤,顧偉棟,梁龍曉,許允斗,趙永生.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2016(06)
[5]一種六足鏟斗機器人腿部機構(gòu)工作空間設計[J]. 金振林,邢燕兵.  燕山大學學報. 2016(01)
[6]含冗余驅(qū)動支鏈4-UPS＆UP并聯(lián)機構(gòu)的運動學性能分析[J]. 董成林,劉海濤,黃田.  機械工程學報. 2016(05)
[7]新型五自由度混聯(lián)機器人及其動力學分析[J]. 李瑞峰,郭萬金,曹雛清.  華中科技大學學報(自然科學版). 2015(S1)
[8]5-UPS/PRPU冗余驅(qū)動并聯(lián)機床完整剛度模型及其剛度特性[J]. 周鑫,許允斗,姚建濤,鄭魁敬,趙永生.  光學精密工程. 2015(04)
[9]一種6自由度混聯(lián)機器人靜剛度分析[J]. 竇永磊,汪滿新,王攀峰,黃田.  機械工程學報. 2015(07)
[10]一種過約束并聯(lián)機構(gòu)受力分析的方法[J]. 趙永生,許允斗,姚建濤,金林茹.  中國機械工程. 2014(06)

博士論文
[1]基于約束力/矩的少自由度并聯(lián)機構(gòu)和串并聯(lián)機構(gòu)理論研究[D]. 胡波.燕山大學 2010



本文編號：3662538