2-RRUR/2-RPUR非對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論分析及研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 06:50
隨著并聯(lián)機(jī)構(gòu)學(xué)理論、技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展,空間少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于與傳統(tǒng)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)相比具有自由度少、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、控制容易、制造成本低等特點(diǎn),使其在工業(yè)生產(chǎn)及其它領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視。傳統(tǒng)的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)多為對(duì)稱結(jié)構(gòu),而非對(duì)稱的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于其特殊的工作場(chǎng)合逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。本論文在全面分析國內(nèi)外空間少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究與應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上,對(duì)一種新型的2-RRUR/2-RPUR非對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行了理論分析和研究。首先,在分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的基礎(chǔ)上,利用D-H法求解得到機(jī)構(gòu)位置反解的表達(dá)式,并通過具體數(shù)值驗(yàn)證了表達(dá)式的正確性,然后基于螺旋理論的方法分析了并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩組不同輸入選取的合理性,并且對(duì)這兩組合理輸入選取的優(yōu)劣性進(jìn)行了比較,通過比較確定機(jī)構(gòu)最合理的輸入組合。其次,利用極限邊界數(shù)值搜索法分析了該機(jī)構(gòu)在桿長(zhǎng)約束條件下、轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角約束和干涉情況下的工作空間,并通過三維仿真軟件繪制出工作空間的形狀,而且對(duì)機(jī)構(gòu)的奇異位形進(jìn)行了分析。最后,利用拉格朗日方法建立并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算,結(jié)合ADAMS仿真軟件分別進(jìn)...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MBBBO105飛行模擬器
同用途的并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛,所以并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)社會(huì)的進(jìn)步和人類的發(fā)展具有重要意義。近年來隨著對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)技術(shù)更加深入的分析和越來越多的并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,在二十一世紀(jì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)肯定會(huì)為科技進(jìn)步做出巨大的貢獻(xiàn)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面:第一,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)模擬器方面的應(yīng)用。并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以作為航天飛行模擬器[平臺(tái),如圖 1-1 所示,飛行模擬器使飛行員在地面上就能夠完成飛行訓(xùn)練,保證了飛行員的人身安全;其實(shí)各種類型的運(yùn)動(dòng)模擬器[2-4]都是將并聯(lián)機(jī)構(gòu)制造成主體,通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來模擬飛行或者其它的運(yùn)動(dòng),例如,大多數(shù)模擬器都采用六自由度的 Stewart 并聯(lián)機(jī)構(gòu)為平臺(tái),正是因?yàn)槠渚哂辛鶄(gè)自由度,能夠完成三維空間的任意運(yùn)動(dòng),所以該機(jī)構(gòu)可以作為天文望遠(yuǎn)鏡的支架;我國自主研制的航海六自由度運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái),如圖 1-2 所示,該模擬平臺(tái)可以提供航海模擬試驗(yàn)和對(duì)駕駛員進(jìn)行各種海洋環(huán)境的適應(yīng)性訓(xùn)練;并聯(lián)機(jī)構(gòu)還可以應(yīng)用在汽車駕駛模擬器上,如圖 1-3 所示,此外,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在娛樂運(yùn)動(dòng)模擬器上的應(yīng)用也越來越廣泛。
圖 1-3 駕駛模擬器 圖 1-4 六自由度并聯(lián)誤差補(bǔ)償器第三,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在虛擬軸數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)就是采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù),和傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比,虛擬軸數(shù)控機(jī)床優(yōu)點(diǎn)主要有:安裝有超音頻淬火工藝的床身導(dǎo)軌,耐磨性強(qiáng),精度誤差。恢鬏S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、抗振性好、回轉(zhuǎn)準(zhǔn)確度高,且運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、可靠性好、功能強(qiáng)大、操作便捷和應(yīng)用廣泛,因?yàn)樗黧w是并聯(lián)機(jī)構(gòu)所以其能夠完成六軸聯(lián)動(dòng),使其加工三維曲面更加簡(jiǎn)單。例如,Giddings&Lewis 公司研發(fā)的 VARLAX 虛擬軸數(shù)控機(jī)床,如圖 1-5 所示;德國阿亨工業(yè)大學(xué)機(jī)床實(shí)驗(yàn)室開發(fā)研制的 Dyna-M 型臥式加工中心,如圖 1-6 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型并聯(lián)機(jī)器人工作空間分析及運(yùn)動(dòng)仿真[J]. 羅繼曼,邢艷,鄭夕健. 機(jī)械傳動(dòng). 2008(05)
[2]3-RS并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 劉善增,余躍慶,劉慶波,佀國寧,王雯靜. 中國機(jī)械工程. 2008(15)
[3]一種新型非對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 吳孟麗,張大衛(wèi),趙興玉. 中國機(jī)械工程. 2008(12)
[4]Stewart平臺(tái)6-UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與仿真[J]. 王波,武建新,黨大偉. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2008(02)
[5]三桿六自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的工作空間分析[J]. 王樂鋒,榮偉彬,孫立寧. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(03)
[6]6-RSS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析與參數(shù)優(yōu)化[J]. 曹永剛,張玉茹,馬運(yùn)忠. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]6-SPS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的混合坐標(biāo)動(dòng)力學(xué)建模[J]. 韓秀英,劉延斌,賈現(xiàn)召. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(01)
[8]三平移非對(duì)稱解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 程剛,葛世榮. 機(jī)械傳動(dòng). 2007(06)
[9]基于牛頓歐拉法的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)逆動(dòng)力學(xué)分析[J]. 李永剛,宋軼民,馮志友,張策. 航空學(xué)報(bào). 2007(05)
[10]手術(shù)機(jī)器人在普通外科的應(yīng)用[J]. 張豐,鄭民華. 中國微創(chuàng)外科雜志. 2007(06)
博士論文
[1]大量程柔性鉸并聯(lián)六維力傳感器基礎(chǔ)理論與系統(tǒng)研制[D]. 趙延治.燕山大學(xué) 2009
[2]幾種空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論研究[D]. 李仕華.燕山大學(xué) 2004
[3]對(duì)稱少自由度并聯(lián)機(jī)器人型綜合理論及新機(jī)型綜合[D]. 李秦川.燕山大學(xué) 2003
碩士論文
[1]3-RPR柔性并聯(lián)微位移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 王碩.北京交通大學(xué) 2007
[2]新型4-DOF并聯(lián)機(jī)器人型綜合與分析CAD方法研究[D]. 趙宏彬.燕山大學(xué) 2004
本文編號(hào):2970299
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MBBBO105飛行模擬器
同用途的并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛,所以并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)社會(huì)的進(jìn)步和人類的發(fā)展具有重要意義。近年來隨著對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)技術(shù)更加深入的分析和越來越多的并聯(lián)機(jī)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,在二十一世紀(jì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)肯定會(huì)為科技進(jìn)步做出巨大的貢獻(xiàn)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面:第一,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)模擬器方面的應(yīng)用。并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以作為航天飛行模擬器[平臺(tái),如圖 1-1 所示,飛行模擬器使飛行員在地面上就能夠完成飛行訓(xùn)練,保證了飛行員的人身安全;其實(shí)各種類型的運(yùn)動(dòng)模擬器[2-4]都是將并聯(lián)機(jī)構(gòu)制造成主體,通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)來模擬飛行或者其它的運(yùn)動(dòng),例如,大多數(shù)模擬器都采用六自由度的 Stewart 并聯(lián)機(jī)構(gòu)為平臺(tái),正是因?yàn)槠渚哂辛鶄(gè)自由度,能夠完成三維空間的任意運(yùn)動(dòng),所以該機(jī)構(gòu)可以作為天文望遠(yuǎn)鏡的支架;我國自主研制的航海六自由度運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái),如圖 1-2 所示,該模擬平臺(tái)可以提供航海模擬試驗(yàn)和對(duì)駕駛員進(jìn)行各種海洋環(huán)境的適應(yīng)性訓(xùn)練;并聯(lián)機(jī)構(gòu)還可以應(yīng)用在汽車駕駛模擬器上,如圖 1-3 所示,此外,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在娛樂運(yùn)動(dòng)模擬器上的應(yīng)用也越來越廣泛。
圖 1-3 駕駛模擬器 圖 1-4 六自由度并聯(lián)誤差補(bǔ)償器第三,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在虛擬軸數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)就是采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù),和傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比,虛擬軸數(shù)控機(jī)床優(yōu)點(diǎn)主要有:安裝有超音頻淬火工藝的床身導(dǎo)軌,耐磨性強(qiáng),精度誤差。恢鬏S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、抗振性好、回轉(zhuǎn)準(zhǔn)確度高,且運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、可靠性好、功能強(qiáng)大、操作便捷和應(yīng)用廣泛,因?yàn)樗黧w是并聯(lián)機(jī)構(gòu)所以其能夠完成六軸聯(lián)動(dòng),使其加工三維曲面更加簡(jiǎn)單。例如,Giddings&Lewis 公司研發(fā)的 VARLAX 虛擬軸數(shù)控機(jī)床,如圖 1-5 所示;德國阿亨工業(yè)大學(xué)機(jī)床實(shí)驗(yàn)室開發(fā)研制的 Dyna-M 型臥式加工中心,如圖 1-6 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新型并聯(lián)機(jī)器人工作空間分析及運(yùn)動(dòng)仿真[J]. 羅繼曼,邢艷,鄭夕健. 機(jī)械傳動(dòng). 2008(05)
[2]3-RS并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 劉善增,余躍慶,劉慶波,佀國寧,王雯靜. 中國機(jī)械工程. 2008(15)
[3]一種新型非對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 吳孟麗,張大衛(wèi),趙興玉. 中國機(jī)械工程. 2008(12)
[4]Stewart平臺(tái)6-UPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與仿真[J]. 王波,武建新,黨大偉. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2008(02)
[5]三桿六自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人的工作空間分析[J]. 王樂鋒,榮偉彬,孫立寧. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(03)
[6]6-RSS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析與參數(shù)優(yōu)化[J]. 曹永剛,張玉茹,馬運(yùn)忠. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]6-SPS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的混合坐標(biāo)動(dòng)力學(xué)建模[J]. 韓秀英,劉延斌,賈現(xiàn)召. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2008(01)
[8]三平移非對(duì)稱解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 程剛,葛世榮. 機(jī)械傳動(dòng). 2007(06)
[9]基于牛頓歐拉法的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)逆動(dòng)力學(xué)分析[J]. 李永剛,宋軼民,馮志友,張策. 航空學(xué)報(bào). 2007(05)
[10]手術(shù)機(jī)器人在普通外科的應(yīng)用[J]. 張豐,鄭民華. 中國微創(chuàng)外科雜志. 2007(06)
博士論文
[1]大量程柔性鉸并聯(lián)六維力傳感器基礎(chǔ)理論與系統(tǒng)研制[D]. 趙延治.燕山大學(xué) 2009
[2]幾種空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論研究[D]. 李仕華.燕山大學(xué) 2004
[3]對(duì)稱少自由度并聯(lián)機(jī)器人型綜合理論及新機(jī)型綜合[D]. 李秦川.燕山大學(xué) 2003
碩士論文
[1]3-RPR柔性并聯(lián)微位移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 王碩.北京交通大學(xué) 2007
[2]新型4-DOF并聯(lián)機(jī)器人型綜合與分析CAD方法研究[D]. 趙宏彬.燕山大學(xué) 2004
本文編號(hào):2970299
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