本文關(guān)鍵詞：一類少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度及其特性研究

  更多相關(guān)文章： 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu) 剛度 特征螺旋分解 主軸分解 彈性中心 彈性軸

【摘要】：本文以含線驅(qū)動分支的具有運(yùn)動耦合特性且自由度數(shù)大于或等于三的并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象,對此類少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度及其特性進(jìn)行了分析。本文研究了剛度矩陣實(shí)現(xiàn)對角化的條件以及彈性中心和彈性軸存在的條件,為此類機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及應(yīng)用推廣做支撐,對少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中的應(yīng)用具有重要的意義。本文主要的研究如下:基于含約束力/矩的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度理論建立了平面3RPS機(jī)構(gòu)和n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論剛度模型;建立了含線驅(qū)動分支的三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一有限元模型,通過對比對稱和非對稱3RPS機(jī)構(gòu),平面3RPS機(jī)構(gòu)以及n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論剛度模型與有限元模型,驗(yàn)證了有限元統(tǒng)一模型的準(zhǔn)確性和通用性。通過研究特征螺旋分解和主軸分解剛度矩陣的方法,引入了耦合剛度指標(biāo),給出了判斷經(jīng)過主軸分解的剛度矩陣用簡單彈簧線性疊加的條件,基于主軸分解方法分析了對稱3RPS機(jī)構(gòu)和平面3RPS機(jī)構(gòu)剛度矩陣對角化的條件。結(jié)合彈性理論,研究了特征螺旋分解和主軸分解剛度矩陣與彈性中心、彈性軸的關(guān)系,分析了基于主軸分解方法判斷彈性軸存在的條件和剛度矩陣對角化與彈性系統(tǒng)存在彈性軸的關(guān)系。并分析了對稱和非對稱3RPS機(jī)構(gòu)以及平面3RPS機(jī)構(gòu)在一般位置和特殊位置下彈性軸的情況。以四自由度2RPS-2UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)為例,建立了其剛度模型,利用特征螺旋和主軸分解方法分析了該機(jī)構(gòu)在一般位形下的剛度特性,繪制了該機(jī)構(gòu)最大剛度值曲面和最小剛度值曲面,驗(yàn)證了剛度矩陣分解方法和彈性理論對其它少自由并聯(lián)機(jī)構(gòu)的適用性。
【關(guān)鍵詞】：少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu) 剛度 特征螺旋分解 主軸分解 彈性中心 彈性軸
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 課題相關(guān)的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度研究現(xiàn)狀14
• 1.2.4 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度特性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 統(tǒng)一剛度理論的應(yīng)用與有限元模型的建立18-37
• 2.1 引言18
• 2.2 平面 3RPS機(jī)構(gòu)18-21
• 2.2.1 平面 3RPS機(jī)構(gòu)雅克比矩陣的建立19-20
• 2.2.2 平面 3RPS機(jī)構(gòu)剛度模型的建立20-21
• 2.3 空間N(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)21-27
• 2.3.1 n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)的介紹22-23
• 2.3.2 n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)雅克比矩陣的建立23-24
• 2.3.3 n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度模型的建立24-26
• 2.3.4 n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)數(shù)值算例26-27
• 2.4 具有線驅(qū)動分支的三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一有限元模型27-30
• 2.4.1 統(tǒng)一分支的選擇28
• 2.4.2 統(tǒng)一三維模型的建立28-29
• 2.4.3 統(tǒng)一有限元模型的建立29-30
• 2.5 統(tǒng)一有限元模型的應(yīng)用30-36
• 2.5.1 對稱 3RPS機(jī)構(gòu)30-31
• 2.5.2 非對稱 3RPS機(jī)構(gòu)31-33
• 2.5.3 平面 3RPS機(jī)構(gòu)33-35
• 2.5.4 n(3RPS)混聯(lián)機(jī)構(gòu)35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 基于剛度矩陣分解的剛度特性分析37-58
• 3.1 引言37
• 3.2 剛度矩陣分解37-44
• 3.2.1 特征螺旋分解38-39
• 3.2.2 主軸分解39-42
• 3.2.3 耦合剛度指標(biāo)42-43
• 3.2.4 剛度矩陣對角化條件分析43-44
• 3.3 對稱 3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度矩陣對角化分析44-50
• 3.3.1 雅克比矩陣的建立44-45
• 3.3.2 3RPS剛度矩陣對角化位置分析45-48
• 3.3.3 算例分析48-50
• 3.4 非對稱 3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣分解50-53
• 3.5 對稱和非對稱 3RPS機(jī)構(gòu)剛度評價53-54
• 3.6 平面 3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度矩陣對角化分析54-56
• 3.6.1 剛度矩陣對角化位置分析54
• 3.6.2 算例分析54-56
• 3.7 本章小結(jié)56-58
• 第4章 基于彈性理論的剛度特性分析58-69
• 4.1 引言58
• 4.2 彈性軸和彈性中心58-60
• 4.3 基于特征螺旋分解的彈性軸分析60-61
• 4.4 基于主軸分解的彈性軸分析61-62
• 4.5 算例分析62-68
• 4.5.1 對稱 3RPS機(jī)構(gòu)62-65
• 4.5.2 非對稱 3RPS機(jī)構(gòu)65-66
• 4.5.3 平面 3RPS機(jī)構(gòu)66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第5章 2RPS-2UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度特性分析69-79
• 5.1 引言69
• 5.2 2RPS-2UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度模型建立69-72
• 5.3 基于特征螺旋分解的剛度特性分析72-74
• 5.3.1 特殊位置72
• 5.3.2 一般位置72-74
• 5.4 基于主軸分解方法的剛度特性分析74-75
• 5.5 基于彈性理論的彈性軸分析75-77
• 5.6 剛度評價77
• 5.7 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果86-87
• 致謝87

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