發(fā)布時間：2020-07-01 23:01

【摘要】： 3-PRS并聯(lián)機構(gòu)是空間三自由度機構(gòu),其末端執(zhí)行器可以實現(xiàn)一平兩轉(zhuǎn)混合運動。由于該機構(gòu)具有支鏈數(shù)目少、結(jié)構(gòu)對稱、驅(qū)動器易于布置、能實現(xiàn)三維操作并可作為兩級操作器子構(gòu)型等特點,目前已在工程中得到成功應用,如Sprint Z3頭。本文圍繞3-PRS并聯(lián)機構(gòu)的逆運動學、工作空間、尺度綜合等問題展開研究,旨在剖析其設(shè)計機理,為發(fā)明具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的三坐標并聯(lián)動力頭提供理論依據(jù)。 本文首先利用閉環(huán)矢量法構(gòu)造了3-PRS并聯(lián)機構(gòu)的運動學模型,并得到該機構(gòu)的位置逆解和速度映射關(guān)系,在此基礎(chǔ)上分析了連帶運動的產(chǎn)生及其與機構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明,當動平臺半徑一定時,連帶運動幅值隨著動平臺姿態(tài)轉(zhuǎn)角的增大而顯著增大,其影響是不可忽視的。 其次,以逆運動學分析為基礎(chǔ),并針對3-PRS并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點,給出其工作空間的具體定義。依據(jù)驅(qū)動副行程、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)機構(gòu)的工作空間,并進行了工作空間體積相對于一些關(guān)鍵參數(shù)的靈敏度分析,從而為該機構(gòu)的運動學設(shè)計打下基礎(chǔ)。 最后,在推導3-PRS并聯(lián)機構(gòu)的無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)造出綜合考慮機構(gòu)在整個工作空間內(nèi)運動性能平均水平以及性能波動穩(wěn)定性的全域性能評價指標,以此確立目標函數(shù),并依據(jù)工程實際及性能要求給出約束條件,從而進行機構(gòu)的尺度參數(shù)最優(yōu)化設(shè)計,最后以一具體算例闡釋了上述尺度綜合方法。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH112

【引證文獻】

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本文編號：2737398