本文關(guān)鍵詞：3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動及可靠性特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文基于3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的姿態(tài)調(diào)整試驗裝置,研究其運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、誤差以及可靠性特性,為優(yōu)化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)以及提高運(yùn)動精度提供理論支持。主要完成以下幾個方面的工作:(1)描述3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),分析其所能實現(xiàn)的自由度,在此基礎(chǔ)上,依據(jù)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的輸入輸出特點(diǎn),由并聯(lián)機(jī)構(gòu)的封閉矢量理論公式構(gòu)建分支鏈的逆解計算方程,推導(dǎo)出該機(jī)構(gòu)的完整運(yùn)動學(xué)逆解,并由逆解數(shù)據(jù)求出三個驅(qū)動桿的桿長表達(dá)式。然后運(yùn)用Adams仿真分析機(jī)構(gòu)在典型工況下的運(yùn)動學(xué)逆解,將仿真結(jié)果與Matlab計算的運(yùn)動學(xué)逆解理論結(jié)果進(jìn)行比較,從而證明運(yùn)動學(xué)逆解模型的準(zhǔn)確性。利用一階運(yùn)動影響系數(shù)法,構(gòu)建可用于歐拉角轉(zhuǎn)速形式的3×3雅可比矩陣,驗證機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)空間與工作空間速度的一一對應(yīng)關(guān)系,從而實現(xiàn)對動平臺速度的規(guī)劃和控制。借助數(shù)值法分析其運(yùn)動學(xué)正解,得到姿態(tài)隨桿長的變化規(guī)律。采用Matlab對運(yùn)動學(xué)正解進(jìn)行仿真,得到運(yùn)動學(xué)正解曲線,對比運(yùn)動學(xué)逆解的數(shù)據(jù),證明運(yùn)動學(xué)正解模型的準(zhǔn)確性。(2)通過虛功原理法進(jìn)行動力學(xué)分析,構(gòu)建動平臺的運(yùn)動參數(shù)與驅(qū)動力之間的動力學(xué)關(guān)系模型。最后對典型工況進(jìn)行Matlab和Adams仿真驗證,獲得驅(qū)動桿的桿長和驅(qū)動力的變化規(guī)律,且仿真結(jié)果的誤差非常小,進(jìn)一步檢驗了分析方法的準(zhǔn)確性和可行性。(3)首先闡述了誤差的基本概念及其來源,進(jìn)而通過矩陣微分法構(gòu)建機(jī)構(gòu)的誤差分析模型,結(jié)合體積誤差與位姿誤差中的單一元素,從宏觀和微觀上分別驗證了誤差模型的正確性。利用誤差模型對機(jī)構(gòu)進(jìn)行單項誤差分析,得到機(jī)構(gòu)的主要誤差影響因素,從而為并聯(lián)機(jī)構(gòu)的零部件制造公差以及裝配等級的選取提供可靠的依據(jù)。然后對機(jī)構(gòu)的鉸鏈間隙誤差進(jìn)行分析和計算。最后探討和比較了并聯(lián)機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償?shù)能浖ê陀布?為機(jī)構(gòu)誤差的補(bǔ)償以及運(yùn)動精度的提高奠定基礎(chǔ)。(4)分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動可靠性。首先論述了可靠性工程的基本概念及分析運(yùn)動可靠性的意義,剖析影響機(jī)構(gòu)可靠性的主要因素,指出多種計算可靠度的方法,并對不同方法的優(yōu)劣勢進(jìn)行了客觀的評價。最后采用蒙特卡洛模擬法建立了基于尺寸和運(yùn)動副間隙誤差的運(yùn)動可靠性數(shù)學(xué)模型。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動學(xué) 動力學(xué) 誤差 可靠性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 本文研究的背景與意義8-9
• 1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用9-15
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展9-11
• 1.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用11-15
• 1.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論研究概述15-19
• 1.3.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析15-16
• 1.3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析16-17
• 1.3.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差分析與補(bǔ)償17-18
• 1.3.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可靠性分析18-19
• 1.4 本文研究內(nèi)容19-22
• 2 3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析22-32
• 2.2.1 機(jī)構(gòu)描述22
• 2.2.2 機(jī)構(gòu)自由度分析22-23
• 2.2.3 位置逆解23-24
• 2.2.4 雅可比矩陣的求解24-26
• 2.2.5 位置正解26-27
• 2.2.6 系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)仿真27-32
• 2.3 3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析32-35
• 2.3.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件受力情況分析32-33
• 2.3.2 系統(tǒng)動力學(xué)方程33-34
• 2.3.3 系統(tǒng)動力學(xué)仿真34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差分析36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 機(jī)構(gòu)誤差分析36-47
• 3.2.1 誤差的基本概念36
• 3.2.2 誤差的來源36-38
• 3.2.3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)誤差分析模型38-41
• 3.2.4 機(jī)構(gòu)誤差模型的驗證41-44
• 3.2.5 單項誤差分析44-45
• 3.2.6 鉸鏈間隙誤差分析45-47
• 3.3 誤差補(bǔ)償方法47-52
• 3.3.1 機(jī)構(gòu)實際參數(shù)識別47-48
• 3.3.2 誤差補(bǔ)償?shù)能浖?/span>48-50
• 3.3.3 誤差補(bǔ)償?shù)挠布?/span>50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 4 3UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可靠性分析54-62
• 4.1 機(jī)構(gòu)可靠性的定義及影響因素54-55
• 4.2 機(jī)構(gòu)的可靠性分析55-60
• 4.2.1 機(jī)構(gòu)的可靠度R55-56
• 4.2.2 計算可靠度的方法56-57
• 4.2.3 機(jī)構(gòu)可靠性通用數(shù)學(xué)模型57-58
• 4.2.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動可靠性數(shù)學(xué)模型58-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 5 總結(jié)與展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 附錄A 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄70

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本文編號：454959