【摘要】：高新技術(shù)飛速發(fā)展的今天,對現(xiàn)代機械提出了更高的要求,比如具備輸出柔性、能夠?qū)崿F(xiàn)一機多能、滿足日益多樣化的功能需求等。傳統(tǒng)機構(gòu)缺乏柔性,只能完成較單一的任務(wù);全伺服驅(qū)動機器人機構(gòu)雖然具有良好的柔性,但也存在成本較高、承載能力較差的缺點�；旌向�(qū)動機構(gòu)由于綜合了兩者的優(yōu)點,成為當前機構(gòu)學的研究熱點之一�；旌向�(qū)動機構(gòu)是一種通過多自由度合成機構(gòu)將恒速電機和伺服電機的輸入共同作為動力源的機構(gòu)。其中,恒速電機提供主要動力,伺服電機則起運動調(diào)節(jié)作用�？v觀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,當前對混合驅(qū)動機構(gòu)的研究主要集中在平面二自由度的五桿和七桿機構(gòu)上,對于三自由度及以上的機構(gòu)還沒有涉及。 本文首次對混合驅(qū)動平面三自由度機構(gòu)進行研究,主要內(nèi)容包括: (1)通過連桿類配綜合出平面三自由度的機構(gòu)構(gòu)型,結(jié)合混合驅(qū)動方式的要求逐一進行選擇,最后確定平面3-RRR機構(gòu)作為研究對象。 (2)對平面3-RRR機構(gòu)進行基礎(chǔ)的運動學分析,包括位姿正解、位姿逆解、雅可比矩陣求解、工作空間分析等,為進一步的深入研究打下基礎(chǔ)。 (3)總結(jié)混合驅(qū)動平面3-RRR機構(gòu)桿長設(shè)計必須滿足的約束條件。利用平面單閉環(huán)連桿機構(gòu)的可裝配條件,對平面3-RRR機構(gòu)的曲柄存在條件進行了分析;通過分析具體的奇異位形,給出了避免正向奇異位形的幾何條件;最后通過一組仿真實例驗證了分析結(jié)論。 (4)對混合驅(qū)動平面3-RRR機構(gòu)進行了軌跡規(guī)劃的研究。基于逆運動學分析的結(jié)論,利用三次樣條函數(shù)進行點位軌跡規(guī)劃,設(shè)計了伺服電機的轉(zhuǎn)動規(guī)律,并比較了不同的恒速電機轉(zhuǎn)速對規(guī)劃結(jié)果的影響。 由于三自由度是平面與空間之間的過渡,因此本文的研究希望能為將來混合驅(qū)動空間機構(gòu)的研究提供一定的參考價值。
[Abstract]:With the rapid development of high and new technology, higher requirements have been put forward for modern machinery, such as having output flexibility, being able to realize multi-function of one machine, and meeting the increasingly diverse functional requirements and so on. The traditional mechanism is lack of flexibility and can only accomplish a single task. Although the fully servo-driven robot mechanism has good flexibility, it also has the disadvantages of high cost and poor load-carrying capacity. The hybrid drive mechanism has become one of the research hotspots in mechanism science because of synthesizing the advantages of both. The hybrid drive mechanism is a kind of mechanism which uses the input of constant speed motor and servo motor as the power source through the synthesis mechanism of multiple degrees of freedom. Among them, the constant speed motor provides the main power, the servo motor plays the motion regulation function. According to the current research situation at home and abroad, the research on hybrid drive mechanism is mainly focused on the planar two-degree-of-freedom five-bar and seven-bar mechanisms, but not on the three-degree-of-freedom and more mechanisms. The main contents of this paper are as follows: (1) the planar three-degree-of-freedom mechanism is synthesized by connecting rod, and selected one by one according to the requirements of the hybrid drive mode. Finally, the planar 3-RRR mechanism is chosen as the research object. (2) the basic kinematics analysis of planar 3-RRR mechanism, including position-forward solution, position-attitude inverse solution, Jacobian matrix solution, workspace analysis, etc., lays the foundation for further research. (3) summarize the constraint conditions which must be satisfied in the design of the rod length of the hybrid drive plane 3-RRR mechanism. By using the assemblage condition of planar single-loop linkage mechanism, the existence conditions of crank of planar 3-RRR mechanism are analyzed, and the geometric conditions to avoid forward singularity are given by analyzing the specific singular configuration. Finally, the conclusion is verified by a set of simulation examples. (4) trajectory planning of hybrid driven planar 3-RRR mechanism is studied. Based on the conclusion of inverse kinematics analysis, the point locus planning is carried out by using cubic spline function, and the rotation law of servo motor is designed, and the influence of different speed of constant speed motor on the planning result is compared. Since the three degrees of freedom are the transition between plane and space, the study of this paper hopes to provide some reference value for the future study of hybrid drive space mechanism.
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH112

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本文編號：2356950