本文關(guān)鍵詞： 混聯(lián)構(gòu)型裝備 概念設(shè)計 運(yùn)動學(xué)分析 剛體動力學(xué) 伺服電機(jī)預(yù)估 尺度綜合　出處：《天津大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：面向國家航空、汽車制造業(yè)重大需求,本文系統(tǒng)研究了一種新型4自由度可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)構(gòu)的概念設(shè)計、正/逆運(yùn)動學(xué)、剛體動力學(xué)、伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)估及尺度綜合等問題,以期指導(dǎo)樣機(jī)的開發(fā)。論文取得研究成果如下: 1.提出了一種由2-PRRRP并聯(lián)機(jī)構(gòu)與2自由度轉(zhuǎn)頭串接構(gòu)成的新型4自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)Licept。借助長行程導(dǎo)軌單元/腰關(guān)節(jié)單元實現(xiàn)了多種5坐標(biāo)混聯(lián)構(gòu)型裝備的概念設(shè)計,上述裝備繼承Licept機(jī)構(gòu)作業(yè)能力的同時,可獲得更大的工作空間。 2.利用解析法建立了2-PRRRP機(jī)構(gòu)的正、逆運(yùn)動學(xué)模型,通過算例仿真驗證了運(yùn)動學(xué)模型的正確性。 3.基于運(yùn)動學(xué)分析,研究了機(jī)構(gòu)運(yùn)動構(gòu)件質(zhì)心的運(yùn)動規(guī)律,借助虛功原理建立了2-PRRRP機(jī)構(gòu)的精確逆剛體動力學(xué)模型。 4.借助Cauchy-Schwarz不等式及矩陣特征值建立了2-PRRRP機(jī)構(gòu)驅(qū)動關(guān)節(jié)伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)估模型,且通過動平臺參考點(diǎn)典型運(yùn)動軌跡及運(yùn)動規(guī)律的仿真,驗證了所建模型的有效性。 5.基于2-PRRRP機(jī)構(gòu)工作空間分析,確定了機(jī)構(gòu)尺度綜合時所需的獨(dú)立尺度參數(shù)。借助逆剛體動力學(xué)模型,構(gòu)建了一種基于動力學(xué)性能的全域評價指標(biāo),輔以工程約束及性能約束,借助參數(shù)單調(diào)性分析方法,將該類機(jī)構(gòu)的動力學(xué)尺度綜合問題轉(zhuǎn)化為一種有約束的非線性規(guī)劃問題,實現(xiàn)了2-PRRRP機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)的優(yōu)選。
[Abstract]:In order to meet the great demand of the national aviation and automobile manufacturing industry, this paper systematically studies the conceptual design, forward / inverse kinematics, rigid body dynamics, parameter estimation and scale synthesis of a new kind of 4-DOF reconfigurable hybrid mechanism. The research results are as follows:. 1. A new 4-DOF hybrid mechanism, license, which is composed of 2-PRRRP parallel mechanism and 2-DOF rotary joint, is proposed. The concept design of various 5-coordinate hybrid configuration equipment is realized with the aid of long-stroke guide rail unit / waist joint unit. At the same time, the above equipment inherits the operating capability of Licept mechanism, and can obtain a larger workspace at the same time. 2. The forward and inverse kinematics models of 2-PRRRP mechanism are established by the analytical method. The correctness of the kinematics model is verified by an example. 3. Based on the kinematics analysis, the motion law of the mass center of the mechanism is studied, and the exact inverse rigid body dynamics model of 2-PRRRP mechanism is established by virtue of the virtual work principle. 4. Based on the Cauchy-Schwarz inequality and matrix eigenvalue, the parameter prediction model of 2-PRRRP mechanism driven joint servo motor is established. The simulation of the typical motion trajectory and motion law of the reference point of the moving platform verifies the validity of the model. 5. Based on the workspace analysis of 2-PRRRP mechanism, the independent scale parameters are determined. With the aid of the inverse rigid body dynamics model, a global evaluation index based on dynamic performance is constructed, which is supplemented by engineering constraints and performance constraints. By means of parametric monotonicity analysis, the dynamic scale synthesis problem of this kind of mechanism is transformed into a constrained nonlinear programming problem, and the optimization of 2-PRRRP mechanism scale parameters is realized.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH112

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1549050