本文關(guān)鍵詞：3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動與剛度性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)不但運(yùn)動靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、剛度大、承載能力強(qiáng)，還具有制造成本低、易于控制的優(yōu)點。近幾年國內(nèi)外對少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究非常關(guān)注。平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)是少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一類重要的組成，，在各個領(lǐng)域均有比較廣泛的應(yīng)用。 本文對3-PRP平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要對該機(jī)構(gòu)的位姿正、逆解、奇異位形、可達(dá)工作空間以及剛度特性進(jìn)行了分析，并且利用ADAMS軟件進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)的仿真。 首先，對3-PRP平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)進(jìn)行了分析，采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法建立其運(yùn)動約束方程，分析該機(jī)構(gòu)的正、逆運(yùn)動學(xué)，得到機(jī)構(gòu)的位姿正、逆解；然后在運(yùn)動學(xué)分析的基礎(chǔ)上得到了機(jī)構(gòu)動平臺輸出末端相應(yīng)的速度、加速度和雅克比矩陣的表達(dá)式。 其次，將3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性分為三種不同情況進(jìn)行研究，得出3-PRP平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工作空間內(nèi)是免奇異的；對該機(jī)構(gòu)采用極限邊界搜索法并且利用MATLAB軟件對工作空間進(jìn)行仿真，求解出3-PRP平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間。通過改變該機(jī)構(gòu)的輸入量和輸出量的變化范圍，得出輸入量和輸出量的變化對3-PRP平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)可達(dá)工作空間的形狀和大小的影響十分顯著；最后，對3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈巧度進(jìn)行分析，得出了該機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣的條件數(shù)。 然后，利用新的守恒協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換剛度矩陣推導(dǎo)出了3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度分別在X軸、Y軸、姿態(tài)角方向上的剛度分量，并且運(yùn)用MATLAB軟件，得出了給定姿態(tài)角情況下的該機(jī)構(gòu)在可達(dá)工作空間內(nèi)的剛度映射分布圖，通過已得的剛度映射分布圖進(jìn)一步分析了3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度特性。 最后，機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真。利用三維建模軟件UG8.0建立機(jī)構(gòu)的模型，進(jìn)行裝配后導(dǎo)入仿真軟件ADAMS中添加約束，建立3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)。對該機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行單軸、兩軸和三軸驅(qū)動時的運(yùn)動學(xué)仿真。通過改變驅(qū)動函數(shù)的設(shè)置得出驅(qū)動函數(shù)對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)的影響。
【關(guān)鍵詞】：3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動學(xué) 工作空間 剛度特性 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景及其意義11-12
• 1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點與應(yīng)用12-13
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點12
• 1.2.2 平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析13-18
• 1.3.1 平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 構(gòu)型分析研究現(xiàn)狀14
• 1.3.3 運(yùn)動學(xué)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.4 工作空間研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.5 奇異性研究現(xiàn)狀16
• 1.3.6 剛度特性研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.7 其他方面的分析17-18
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型及運(yùn)動學(xué)分析19-30
• 2.1 平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基本機(jī)構(gòu)類型19-20
• 2.2 平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析20-21
• 2.3 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型及坐標(biāo)建立21-22
• 2.4 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿分析22-25
• 2.4.1 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿正解分析22-25
• 2.4.2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿逆解分析25
• 2.5 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的速度與加速度分析25-26
• 2.6 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣26-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 3 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動性能研究30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析30-33
• 3.2.1 奇異位形的概念30
• 3.2.2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性分析30-33
• 3.3 工作空間分析33-39
• 3.3.1 工作空間的影響因素33-34
• 3.3.2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間34-36
• 3.3.3 輸入量的變化對工作空間的影響36-38
• 3.3.4 輸出量的變化對工作空間的影響38-39
• 3.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈巧度分析39-42
• 3.4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)靈巧度的性能指標(biāo)39-41
• 3.4.2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)靈巧度分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度分析43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 基于守恒協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣43-45
• 4.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣43-44
• 4.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度特性研究的方法與步驟44-45
• 4.3 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度特性分析45-53
• 4.3.1 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣45-47
• 4.3.2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度映射47-51
• 4.3.3 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度特性51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)仿真54-75
• 5.1 引言54
• 5.2 軟件的選擇54
• 5.3 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)54-57
• 5.3.1 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真步驟54-55
• 5.3.2 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型建立55-56
• 5.3.3 3-PRP平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)幾何約束模型56-57
• 5.4 3-PRP 平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真57-74
• 5.4.1 驅(qū)動數(shù)對運(yùn)動學(xué)的影響58-61
• 5.4.2 恒速驅(qū)動對運(yùn)動學(xué)的影響61-65
• 5.4.3 正弦驅(qū)動對運(yùn)動學(xué)的影響65-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 6 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果83-84
• 致謝84-85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：448404