發(fā)布時(shí)間：2017-05-25 04:07

  本文關(guān)鍵詞：3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化及運(yùn)動(dòng)特性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：并聯(lián)機(jī)構(gòu)是機(jī)構(gòu)學(xué)方向的熱點(diǎn)課題之一。它在醫(yī)療科學(xué)、生物、航天航空等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。本文的研究對(duì)象是3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)由三條完全相同的RCU支鏈構(gòu)成,它在空間中能實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。本文主要分析了該研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)和微運(yùn)動(dòng)學(xué)、奇異位形、工作空間、可視化運(yùn)動(dòng)仿真和其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。利用傳統(tǒng)的計(jì)算空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度的方法和螺旋的方法分別計(jì)算了該研究對(duì)象的自由度,兩種方法得出的結(jié)果都是該研究對(duì)象有三個(gè)自由度,驗(yàn)證了所用方法的正確性�；诼菪碚搶�(duì)該研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了分析,得出該研究對(duì)象有一個(gè)沿Z軸方向的移動(dòng)。分別建立該研究對(duì)象的驅(qū)動(dòng)模型和約束模型,得到能反映出該研究對(duì)象輸入到輸出之間位置關(guān)系的驅(qū)動(dòng)方程和約束方程。采用微分近似的算法對(duì)該研究對(duì)象的微分運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析,得到該研究對(duì)象在微動(dòng)情況下輸入和輸出之間的映射關(guān)系。計(jì)算出該研究對(duì)象的約束雅可比矩陣、運(yùn)動(dòng)雅克比矩陣和整體雅克比矩陣,基于奇異位形的判斷準(zhǔn)則分析了該研究對(duì)象處于約束奇異和運(yùn)動(dòng)奇異的條件和種類。得出在以該研究對(duì)象圓柱副中的移動(dòng)副為主動(dòng)副時(shí),發(fā)生約束奇異有4種情況,發(fā)生運(yùn)動(dòng)奇異有25種情況。通過(guò)對(duì)該研究對(duì)象建立模擬框圖,輸入適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)參數(shù),對(duì)其進(jìn)行模擬,并編寫(xiě)程序收集該研究對(duì)象動(dòng)平臺(tái)中心點(diǎn)經(jīng)過(guò)的所有點(diǎn)的集合,使這些點(diǎn)在同一個(gè)三維坐標(biāo)系中顯示出來(lái),分析了該研究對(duì)象尺寸優(yōu)化前后所得工作空間點(diǎn)集圖的情況。得出在尺寸優(yōu)化前所得的工作空間點(diǎn)集圖比較零散,跳躍幅度大,尺寸優(yōu)化后所得的工作空間點(diǎn)集圖比較密集。利用Simmechanics對(duì)該研究對(duì)象進(jìn)行可視化運(yùn)動(dòng)仿真,驗(yàn)證了之前分析的運(yùn)動(dòng)結(jié)果的正確性,檢驗(yàn)了該研究對(duì)象能正常運(yùn)動(dòng),并且各個(gè)支鏈之間不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。利用Matlab軟件對(duì)該研究對(duì)象進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)添加PID控制并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)適。得到增加PK的值和減小IK的值時(shí),對(duì)該控制系統(tǒng)的不同影響效果。并以控制效果比較好的位置變化圖作為該研究對(duì)象動(dòng)平臺(tái)的位置跟蹤圖。本文的研究工作有助于該研究對(duì)象的動(dòng)力學(xué)分析及其樣機(jī)的設(shè)計(jì)和研發(fā),同時(shí),也為研究類似的并聯(lián)機(jī)構(gòu)提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu) 微分運(yùn)動(dòng)學(xué) 奇異位形 工作空間 PID控制
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.1.1 課題研究的背景10-11
• 1.1.2 課題研究的意義11
• 1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析13-14
• 1.3.2 奇異位形分析14-15
• 1.3.3 避免奇異位形分析15
• 1.3.4 工作空間15-16
• 1.3.5 運(yùn)動(dòng)仿真分析16-17
• 1.3.6 控制系統(tǒng)17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和微運(yùn)動(dòng)學(xué)分析19-30
• 2.1 螺旋理論概述19-20
• 2.2 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分析20-22
• 2.2.1 基于傳統(tǒng)計(jì)算方法分析 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度20
• 2.2.2 基于螺旋理論分析 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度20-22
• 2.3 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況分析22-23
• 2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)建模23-27
• 2.4.1 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)模型23-26
• 2.4.2 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的約束模型26-27
• 2.5 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的微分運(yùn)動(dòng)分析27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第三章 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異分析30-38
• 3.1 奇異位形的定義30
• 3.2 奇異位形的基本分類30-31
• 3.2.1 按奇異形成的原因分類30-31
• 3.2.2 按速度關(guān)系分類31
• 3.3 分析奇異位形的方法31
• 3.4 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣分析31-34
• 3.4.1 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的約束雅可比矩陣31-33
• 3.4.2 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)雅可比矩陣33-34
• 3.4.3 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的完整雅可比矩陣34
• 3.5 用線幾何法分析 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性34-37
• 3.5.1 Grassmann線幾何分類34-35
• 3.5.2 約束奇異35
• 3.5.3 運(yùn)動(dòng)奇異35-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的分析38-46
• 4.1 工作空間的定義和影響因素38-39
• 4.1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的定義38
• 4.1.2 影響并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的因素38-39
• 4.2 利用Matlab/Simulink建立 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的模擬框圖39-41
• 4.3 尺寸優(yōu)化前的工作空間分析41-43
• 4.4 尺寸優(yōu)化后的工作空間分析43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 第五章 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-56
• 5.1 Matlab和Solidworks軟件的結(jié)合46
• 5.2 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)仿真模型的建立46-47
• 5.2.1 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基本零件的Solidworks模型46
• 5.2.2 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的裝配體的Solidworks模型46-47
• 5.3 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可視化仿真47-49
• 5.4 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-54
• 5.4.1 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)初始條件部分的設(shè)計(jì)49-50
• 5.4.2 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制器部分的設(shè)計(jì)50
• 5.4.3 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)主體部分的設(shè)計(jì)50-51
• 5.4.4 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)51-52
• 5.4.5 3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制52-54
• 5.5 本章小結(jié)54-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 附錄A61-64
• 附錄B64-66
• 致謝66-67
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李劍鋒;方斌;卿建喜;;Tricept并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性分析[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

2 于凌濤;張楠;張立勛;王道明;楊碩;于鵬;;3-RPS并聯(lián)機(jī)器人靜力學(xué)研究及SimMechanics仿真[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2010年08期

3 王朋;段志善;賀利樂(lè);潘芳偉;;新型六自由度并聯(lián)機(jī)器人工作空間分析[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2007年04期

4 張秀峰,孫立寧;精密并聯(lián)機(jī)器人控制算法及控制系統(tǒng)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 陳馳;少自由度微操作機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析及運(yùn)動(dòng)仿真的研究[D];電子科技大學(xué);2005年

2 嚴(yán)智敏;基于3-RPS型并聯(lián)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)位移軌跡跟蹤控制研究[D];江西理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：3-RCU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化及運(yùn)動(dòng)特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：392678