【摘要】： 3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)是空間三自由度機(jī)構(gòu),其末端執(zhí)行器可以實(shí)現(xiàn)一平兩轉(zhuǎn)混合運(yùn)動(dòng)。由于該機(jī)構(gòu)具有支鏈數(shù)目少、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)、驅(qū)動(dòng)器易于布置、能實(shí)現(xiàn)三維操作并可作為兩級(jí)操作器子構(gòu)型等特點(diǎn),目前已在工程中得到成功應(yīng)用,如Sprint Z3頭。本文圍繞3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、工作空間、尺度綜合等問(wèn)題展開(kāi)研究,旨在剖析其設(shè)計(jì)機(jī)理,為發(fā)明具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三坐標(biāo)并聯(lián)動(dòng)力頭提供理論依據(jù)。 本文首先利用閉環(huán)矢量法構(gòu)造了3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并得到該機(jī)構(gòu)的位置逆解和速度映射關(guān)系,在此基礎(chǔ)上分析了連帶運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生及其與機(jī)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明,當(dāng)動(dòng)平臺(tái)半徑一定時(shí),連帶運(yùn)動(dòng)幅值隨著動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)轉(zhuǎn)角的增大而顯著增大,其影響是不可忽視的。 其次,以逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為基礎(chǔ),并針對(duì)3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),給出其工作空間的具體定義。依據(jù)驅(qū)動(dòng)副行程、鉸鏈轉(zhuǎn)角、連桿尺寸干涉等限制因素確立約束條件,利用極限邊界搜索算法搜索了3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間,并進(jìn)行了工作空間體積相對(duì)于一些關(guān)鍵參數(shù)的靈敏度分析,從而為該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 最后,在推導(dǎo)3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的無(wú)量綱雅可比矩陣的基礎(chǔ)上,利用其相關(guān)代數(shù)特征,構(gòu)造出綜合考慮機(jī)構(gòu)在整個(gè)工作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)性能平均水平以及性能波動(dòng)穩(wěn)定性的全域性能評(píng)價(jià)指標(biāo),以此確立目標(biāo)函數(shù),并依據(jù)工程實(shí)際及性能要求給出約束條件,從而進(jìn)行機(jī)構(gòu)的尺度參數(shù)最優(yōu)化設(shè)計(jì),最后以一具體算例闡釋了上述尺度綜合方法。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TH112

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號(hào)：2737398