發(fā)布時(shí)間：2023-03-23 23:22

　　借助二自由度球面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出一種具有結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn),桿件數(shù)量少,操作靈活,控制簡(jiǎn)便的新型跟蹤機(jī)構(gòu),它能夠?qū)崿F(xiàn)空間尋的和跟蹤控制功能。通過對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和有限元等方面的分析和優(yōu)化,使機(jī)構(gòu)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下滿足較高運(yùn)動(dòng)精度、快速性、穩(wěn)定性和抗干擾能力等特性,能用于大載荷或者高速、精確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合,它無論是在農(nóng)用、醫(yī)用、民用還是軍用都有十分廣闊的發(fā)展前景。 研究主要包括以下幾方面內(nèi)容: 1.并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué) 根據(jù)機(jī)器人學(xué)的原理為機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型建立坐標(biāo)系,通過D-H矩陣的方法求解得到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解,以及速度關(guān)系的雅克比矩陣,并通過數(shù)字仿真驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性。 2.并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué) 參照平面機(jī)構(gòu)平衡問題的研究方法以及慣性力、慣性力矩的平衡原理,將其一般化,用來解決空間五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的平衡問題。通過計(jì)算出空間機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量矩,使之保持常量,即保持總質(zhì)心不動(dòng),得到慣性力平衡條件;通過計(jì)算出空間機(jī)構(gòu)的總動(dòng)量矩,得到慣性力矩的表達(dá)公式。然后,對(duì)平衡條件進(jìn)行了分析,為機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提出了依據(jù)。最后在此基礎(chǔ)上導(dǎo)出慣性系中并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力矩表達(dá),初步分析了輸入的條件和驅(qū)動(dòng)力矩之間的關(guān)系。 3.并聯(lián)...

【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 序言
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的國(guó)、內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及安排
第二章 并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    2.1 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 位置描述
        2.1.2 方位描述
        2.1.3 位姿描述
    2.2 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及坐標(biāo)系的建立
    2.3 二自由度球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
        2.3.1 位置正解
        2.3.2 反解
        2.3.3 雅可比矩陣（Jaccobin）
    2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解驗(yàn)證
        2.4.1 建模仿真
        2.4.2 誤差分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析
    3.1 平衡問題的研究和意義
    3.2 機(jī)構(gòu)的慣性力平衡條件分析
        3.2.1 球面五桿機(jī)構(gòu)部分的質(zhì)量矩
        3.2.2 平行四桿機(jī)構(gòu)部分的質(zhì)量矩
        3.2.3 機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量矩
    3.3 機(jī)構(gòu)的慣性力矩平衡分析
        3.3.1 球面五桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)量矩
        3.3.2 平行四桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)量矩
        3.3.3 機(jī)構(gòu)慣性力平衡后的總動(dòng)量矩
        3.3.4 機(jī)構(gòu)慣性力平衡后機(jī)構(gòu)的慣性力矩分析
    3.4 慣性系下機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算和分析
        3.4.1 球面五桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能表示
        3.4.2 平行四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能表示
        3.4.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能
        3.4.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的總勢(shì)能
        3.4.5 慣性力下機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力矩
    3.5 慣性系中機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)扭矩?cái)?shù)值仿真
    3.6 慣性系中機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算反解
    3.7 非慣性系下機(jī)構(gòu)的慣性力（矩）和驅(qū)動(dòng)力矩分析
        3.7.1 非慣性系中的慣性力（矩）平衡研究
    3.8 本章小結(jié)
第四章 并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的有限元分析
    4.1 有限元建模思想以及分析過程
        4.1.1 有限元建模思想
        4.1.2 有限元分析過程
    4.2 有限元分析模型準(zhǔn)備和靜載荷計(jì)算
        4.2.1 前處理準(zhǔn)備
        4.2.2 求解計(jì)算
        4.2.3 后處理
    4.3 有限元靜力分析和強(qiáng)度校核
    4.4 剛度分析
        4.4.1 機(jī)構(gòu)剛度
        4.4.2 單元?jiǎng)偠染仃嚭唾|(zhì)量矩陣
    4.5 模態(tài)分析
        4.5.1 模態(tài)分析理論
        4.5.2 模態(tài)分析實(shí)例仿真
    4.6 諧波響應(yīng)分析
    4.7 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.8 本章小結(jié)
第五章 并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的三維交互式仿真
    5.1 仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介
        5.1.1 OPENGL 簡(jiǎn)介
        5.1.2 STL 文件簡(jiǎn)介[66]
    5.2 三維交互仿真設(shè)計(jì)流程
        5.2.1 OpenGL 初始化環(huán)境
        5.2.2 導(dǎo)入幾何模型
        5.2.3 機(jī)構(gòu)的動(dòng)靜控制
        5.2.4 場(chǎng)景的旋轉(zhuǎn)和縮放
        5.2.5 （角）速度調(diào)整
        5.2.6 數(shù)字實(shí)時(shí)顯示角度和時(shí)間
    5.3 仿真結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
    6.1 主要結(jié)論
        6.1.1 二自由度球面并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)
        6.1.2 二自由度球面并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)
        6.1.3 二自由度球面并聯(lián)跟蹤機(jī)構(gòu)的有限元
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3768961