本文關(guān)鍵詞：新型四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能分析與設(shè)計(jì)方法研究

  更多相關(guān)文章： 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 正逆解 性能指標(biāo) 尺度綜合 逆動(dòng)力學(xué)

【摘要】：由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)剛度大和運(yùn)動(dòng)精度高的特點(diǎn)，加之近些年少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究的進(jìn)一步深入，本文提出了一種新型四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)2RRS-2RUS機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)的分析了機(jī)構(gòu)的正逆解、工作空間、運(yùn)動(dòng)性能與尺度綜合、傳動(dòng)性能與奇異位形、逆動(dòng)力學(xué)等問(wèn)題，以上分析研究為該機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)研究提供了理論指導(dǎo)。論文主要內(nèi)容如下： 1)借助閉環(huán)矢量法構(gòu)造了2RRS-2RUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到了該機(jī)構(gòu)的位置逆解方程；由于機(jī)構(gòu)的半對(duì)稱性，在正解建模時(shí)采用機(jī)構(gòu)的一半進(jìn)行分析，利用Slverster結(jié)式矩陣，求得了該機(jī)構(gòu)的正解解析解，并給出數(shù)值算例和相應(yīng)的位姿模型圖。 2)采用單開(kāi)鏈法分析各支鏈運(yùn)動(dòng)的工作空間，由單支鏈運(yùn)動(dòng)所得到的工作空間的交集，求得位置和位姿工作空間，然后借助邊界搜索法得到了該機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間，并分析了位姿參數(shù)對(duì)該工作空間的影響，此外借助完整雅可比矩陣的行列式為零的約束條件，求解出工作空間產(chǎn)生奇異的邊界。 3)建立了無(wú)量綱齊次雅克比矩陣，然后根據(jù)以齊次雅克比矩陣的條件數(shù)作為運(yùn)動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到條件數(shù)在工作空間內(nèi)的變化規(guī)律。然后以全域均值條件數(shù)為尺度綜合的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以動(dòng)平臺(tái)半徑為標(biāo)準(zhǔn)化因子，得到了全域均值隨各桿的尺寸的變化規(guī)律。 4)根據(jù)螺旋理論，建立了運(yùn)動(dòng)/力映射模型。借助虛擬系數(shù)，得到兩類奇異位型發(fā)生時(shí)的滿足條件。利用歸一化虛擬系數(shù)，提出了三種關(guān)于2RRS-2RUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能指標(biāo)，并給出數(shù)值算例。 5)基于影響系數(shù)法建立了2RRS-2RUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一階和二階影響系數(shù)，得到各關(guān)節(jié)速度與加速度的表達(dá)式。然后利用牛頓歐拉法建立了該機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)和各支鏈的的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。 6)通過(guò)實(shí)例分析得到各桿件和關(guān)節(jié)的速度與加速度變化規(guī)律，然后定義運(yùn)動(dòng)軌跡后，仿真得到該機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力矩和約束反力。最后進(jìn)行電機(jī)參數(shù)的預(yù)估，，確定電機(jī)選擇的正確性。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)機(jī)構(gòu) 正逆解 性能指標(biāo) 尺度綜合 逆動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(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3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)12
• 1.2.2 工作空間12-13
• 1.2.3 運(yùn)動(dòng)性能與尺度綜合13
• 1.2.4 逆動(dòng)力學(xué)13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第二章 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 2RUS-2RRS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的描述16-17
• 2.3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析17-22
• 2.3.1 機(jī)構(gòu)的位置逆解分析17-18
• 2.3.2 機(jī)構(gòu)的位置正解分析18-22
• 2.4 數(shù)值算例22-25
• 2.5 小結(jié)25-26
• 第三章 機(jī)構(gòu)的工作空間分析26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 完整雅克比矩陣26-29
• 3.2.1 約束子矩陣27-28
• 3.2.2 運(yùn)動(dòng)子矩陣28
• 3.2.3 完整雅克比矩陣的建立28-29
• 3.3 工作空間分析29-31
• 3.3.1 可達(dá)工作空間分析29-30
• 3.3.2 無(wú)奇異工作空間分析30-31
• 3.4 數(shù)值算例31-33
• 3.5 小結(jié)33-34
• 第四章 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能與尺度綜合34-40
• 4.1 引言34
• 4.2 齊次量綱雅克比矩陣34-36
• 4.3 性能分析與尺度綜合36-37
• 4.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)-靈巧度36
• 4.3.2 全域均值36
• 4.3.3 設(shè)計(jì)變量36-37
• 4.4 實(shí)例分析37-39
• 4.5 小結(jié)39-40
• 第五章 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能與奇異性分析40-50
• 5.1 引言40
• 5.2 運(yùn)動(dòng)/力映射模型40-43
• 5.2.1 約束支鏈的運(yùn)動(dòng)/力映射模型40-42
• 5.2.2 無(wú)約束支鏈的運(yùn)動(dòng)/力映射模型42-43
• 5.3 奇異性分析43-44
• 5.3.1 無(wú)約束奇異43-44
• 5.3.2 約束奇異44
• 5.4 性能傳遞指標(biāo)44-46
• 5.4.1 歸一化虛擬系數(shù)44-45
• 5.4.2 性能傳動(dòng)指標(biāo)45-46
• 5.5 數(shù)值算例分析46-49
• 5.6 小結(jié)49-50
• 第六章 機(jī)構(gòu)的逆動(dòng)力學(xué)建模50-60
• 6.1 引言50
• 6.2 2RUS-2RPS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)影響系數(shù)50-55
• 6.2.1 機(jī)構(gòu)的影響系數(shù)50-51
• 6.2.2 RRS 和 RUS 支鏈的一階影響系數(shù)51-54
• 6.2.3 RRS 和 RUS 支鏈的二階影響系數(shù)54-55
• 6.3 各組件的速度、加速度分析55-56
• 6.4 逆動(dòng)力學(xué)分析56-59
• 6.4.1 各構(gòu)件的重力和慣性力分析56-57
• 6.4.2 動(dòng)平臺(tái)逆動(dòng)力學(xué)分析57-58
• 6.4.3 各支鏈的逆動(dòng)力學(xué)分析58-59
• 6.5 小結(jié)59-60
• 第七章 逆動(dòng)力學(xué)分析及伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)估60-67
• 7.1 引言60
• 7.2 逆動(dòng)力學(xué)實(shí)例分析60-62
• 7.3 約束力和驅(qū)動(dòng)力矩實(shí)例分析62-64
• 7.4 伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)估模型64-65
• 7.4.1 伺服電機(jī)峰值力矩預(yù)估64
• 7.4.2 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量校核模型64-65
• 7.5 伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)估算例65-66
• 7.6 小結(jié)66-67
• 第八章 總結(jié)與展望67-69
• 8.1 總結(jié)67-68
• 8.2 工作展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74
• 參加的科研項(xiàng)目74
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及發(fā)明專利74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：667087