并聯(lián)機構(gòu)以其結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、剛度大、承載能力強等特點,在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,但其也存在一些缺點,如:工作空間小、奇異性等。為了克服奇異性,并聯(lián)機構(gòu)引入了冗余。 本文首先對平面2自由度冗余并聯(lián)機構(gòu)進行了運動學(xué)分析,包括運動學(xué)反解、正解、速度雅可比矩陣,在此基礎(chǔ)上進行了軌跡規(guī)劃仿真和運動控制實驗。接著對并聯(lián)機構(gòu)各桿件尺寸參數(shù)進行無量綱化處理,系統(tǒng)地推導(dǎo)了平面2自由度冗余與非冗余并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作空間的數(shù)學(xué)關(guān)系,繪制了兩者基于無量綱幾何參數(shù)的工作空間圖譜,并對圖譜進行了對比分析,說明了冗余對工作空間的影響。基于速度雅克比矩陣,分別研究了這兩種機構(gòu)的三類奇異性。推導(dǎo)了奇異曲線方程,繪出基于無量綱幾何參數(shù)的奇異曲線圖譜。通過對奇異曲線圖譜的對比分析,說明了機構(gòu)冗余對消除奇異性方面的有效作用。研究結(jié)果為這兩種機構(gòu)避免奇異性的路徑規(guī)劃提供了有益的參考。然后分別對平面2自由度非冗余并聯(lián)機構(gòu)和冗余并聯(lián)機構(gòu)的精度、靈巧度、剛度進行研究,詳細分析了奇異性對并聯(lián)機構(gòu)性能的影響以及冗余對機構(gòu)性能的提高作用,同時繪制了這兩種機構(gòu)的各項性能指標(biāo)圖譜。最后運用達朗伯原理和虛功原理,建立了平面2自由度冗余與非冗余并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)模型,為力矩控制奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH112
【文章目錄】：
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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題概述
        1.1.1 選題來源
        1.1.2 選題的提出及意義
    1.2 文獻綜述
        1.2.1 并聯(lián)機構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 本文的主要工作
第二章 冗余并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)反解
    2.3 冗余并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)正解
    2.4 冗余并聯(lián)機構(gòu)的速度雅可比矩陣
    2.5 軌跡規(guī)劃仿真與逆運動學(xué)控制實驗
        2.5.1 軌跡規(guī)劃仿真
        2.5.2 逆運動學(xué)控制實驗
    2.6 小結(jié)
第三章 參數(shù)化工作空間分析
    3.1 引言
    3.2 非冗余并聯(lián)機構(gòu)的工作空間
    3.3 冗余并聯(lián)機構(gòu)的工作空間
    3.4 對比研究
    3.5 小結(jié)
第四章 參數(shù)化奇異性研究
    4.1 引言
    4.2 非冗余與冗余并聯(lián)機構(gòu)的奇異曲線方程
    4.3 非冗余與冗余并聯(lián)機構(gòu)的奇異曲線圖譜
    4.4 小結(jié)
第五章 冗余并聯(lián)機構(gòu)的性能分析
    5.1 引言
    5.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)的精度分析
        5.2.1 非冗余并聯(lián)機構(gòu)的精度分析
        5.2.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)的精度分析
    5.3 冗余并聯(lián)機構(gòu)的靈巧性分析
        5.3.1 非冗余并聯(lián)機構(gòu)的靈巧性分析
        5.3.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)的靈巧性分析
    5.4 冗余并聯(lián)機構(gòu)的剛度分析
        5.4.1 非冗余并聯(lián)機構(gòu)的剛度分析
        5.4.2 冗余并聯(lián)機構(gòu)的剛度分析
    5.5 性能對比研究
    5.6 小結(jié)
第六章 冗余并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)分析
    6.1 引言
    6.2 非冗余并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)
    6.3 冗余并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)
    6.4 對比研究
    6.5 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
研究成果

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本文編號：2835928