本文關(guān)鍵詞：面向隔振致穩(wěn)的球面兩自由度并聯(lián)機構(gòu)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：主動隔振技術(shù)作為振動控制的一個重要研究分支,越來越受到人們的重視,并在許多方面得到了成功的應(yīng)用。作為多自由度主動隔振的機械本體,穩(wěn)定平臺在構(gòu)型方面主要有兩種,即框架結(jié)構(gòu)和多點支撐式并聯(lián)結(jié)構(gòu)。而相對于傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu),并聯(lián)機構(gòu)具有承載能力強、剛度大、精度高、易實現(xiàn)高速運動、反解容易等優(yōu)點。本文針對兩轉(zhuǎn)動自由度機載隔振致穩(wěn)的需求,基于球面并聯(lián)機構(gòu)理論,提出了一種兩轉(zhuǎn)動自由度球面并聯(lián)隔振裝置。該設(shè)計方案繼承了并聯(lián)機構(gòu)和球面機構(gòu)的技術(shù)優(yōu)點,豐富了兩自由度穩(wěn)定平臺的機構(gòu)形式。本文的主要研究內(nèi)容包括以下四個方面:首先,本文系統(tǒng)分析了國內(nèi)外穩(wěn)定平臺的發(fā)展狀況,對穩(wěn)定平臺構(gòu)型進行了分析和評價,通過對并聯(lián)機構(gòu)和球面并聯(lián)機構(gòu)研究學(xué)習,提出了將球面并聯(lián)機構(gòu)應(yīng)用于隔振平臺的構(gòu)想。其次,通過對常見的角臺式球面三自由度并聯(lián)機構(gòu)(3-RRR)和并聯(lián)機器人機構(gòu)學(xué)理論進行分析研究,設(shè)計出了一種兩轉(zhuǎn)動自由度球面并聯(lián)機構(gòu)(2-RRR/U),用以滿足兩轉(zhuǎn)動自由度的隔振需求。之后,應(yīng)用修正后的Kutzbach-Grubler自由度公式和螺旋理論對機構(gòu)進行了自由度分析和驗證。再次,根據(jù)設(shè)計要求和機構(gòu)設(shè)計理論,對機構(gòu)進行了一系列的分析。分析內(nèi)容包括:(1)進行了機構(gòu)運動學(xué)分析:應(yīng)用桿件參數(shù)的D-H表示法,通過坐標系間的旋轉(zhuǎn)變換給出了機構(gòu)逆解的解析表達式;結(jié)合機構(gòu)速度雅克比矩陣和機構(gòu)逆解,基于最速下降法,給出了機構(gòu)位置正解的數(shù)值求解方法;還對機構(gòu)速度、加速度進行了分析。(2)進行了機構(gòu)運動性能分析:采用Jacobian代數(shù)理論對機構(gòu)進行了奇異性分析;之后,采用給定一個姿態(tài)或姿態(tài)范圍分析位置工作空間的方法,對機構(gòu)進行了工作空間分析,并借助MATLAB編程給出了靈活工作空間三維展示;此外,還通過對穩(wěn)定平臺的性能分析,確定了一組機構(gòu)的樣機設(shè)計參數(shù)。最后,進行了穩(wěn)定平臺原理樣機的設(shè)計:在Solidworks和ANSYS軟件平臺下,對穩(wěn)定平臺的零件及配合進行了詳細的設(shè)計和分析,給出了穩(wěn)定平臺設(shè)計過程中的關(guān)鍵技術(shù)和解決方案。最終建立了穩(wěn)定平臺虛擬樣機實驗?zāi)Ｐ?并進行了仿真驗證,為原理樣機的建造奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：球面并聯(lián)機構(gòu) 穩(wěn)定平臺 機構(gòu)設(shè)計 性能分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP242;TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 并聯(lián)機器人的國內(nèi)外發(fā)展狀況16-23
• 1.2.1 并聯(lián)機器人發(fā)展及應(yīng)用概述16-20
• 1.2.2 球面并聯(lián)機器人發(fā)展及應(yīng)用概述20-23
• 1.3 本文研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)23-25
• 第二章 穩(wěn)定平臺構(gòu)型分析25-33
• 2.1 引言25
• 2.2 穩(wěn)定平臺機構(gòu)設(shè)計思路25-26
• 2.2.1 穩(wěn)定平臺設(shè)計要求25-26
• 2.2.2 球面三自由度并聯(lián)機構(gòu)簡介26
• 2.3 穩(wěn)定平臺構(gòu)型設(shè)計與分析26-31
• 2.3.1 構(gòu)型設(shè)計26-27
• 2.3.2 坐標系的建立27-28
• 2.3.3 2-RRR/U球面兩自由度并聯(lián)機構(gòu)自由度計算28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 穩(wěn)定平臺運動學(xué)分析33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 穩(wěn)定平臺位置分析33-44
• 3.2.1 位置反解33-40
• 3.2.2 位置正解40-44
• 3.3 速度和加速度分析44-45
• 3.3.1 速度分析44
• 3.3.2 加速度分析44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 穩(wěn)定平臺運動性能分析47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 穩(wěn)定平臺奇異性分析47-50
• 4.2.1 并聯(lián)機構(gòu)奇異性分析簡介47-48
• 4.2.2 穩(wěn)定平臺工作空間奇異性分析48-50
• 4.3 穩(wěn)定平臺工作空間分析50-54
• 4.3.1 工作空間的確定方法50-53
• 4.3.2 穩(wěn)定平臺工作空間求解算例53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析55-77
• 5.1 引言55
• 5.2 穩(wěn)定平臺機構(gòu)設(shè)計軟件介紹55-59
• 5.2.1 三維建模軟件55-56
• 5.2.2 模型仿真軟件56-59
• 5.3 穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計59-76
• 5.3.1 上平臺60
• 5.3.2 虎克鉸60-63
• 5.3.3 轉(zhuǎn)動副63-68
• 5.3.4 傳動軸系設(shè)計68-70
• 5.3.5 驅(qū)動電機選取70-73
• 5.3.6 其他零件設(shè)計73-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 作者簡介85-86

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