本文關(guān)鍵詞：三自由度3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為一種特殊的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，不僅具有并聯(lián)機(jī)構(gòu)所具有的特性，而且在一定程度上彌補(bǔ)了并聯(lián)機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)的特性。球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、不易發(fā)生干涉、工作空間大、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算簡單且易于控制等，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、航天以及機(jī)器人等領(lǐng)域。 本文首先基于螺旋理論對(duì)空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行了綜合，分別得出三約束、雙約束、單約束以及零約束運(yùn)動(dòng)鏈的型綜合，在此基礎(chǔ)上，通過3-RRR球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)驗(yàn)證了空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合方法的正確性，得到了3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型；然后通過對(duì)3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的描述以及對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的分析，，引入旋轉(zhuǎn)矩陣以及等效軸角間的關(guān)系，建立機(jī)構(gòu)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)3-RRP機(jī)構(gòu)正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，并且得到了驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的速度、加速度及雅可比矩陣。 其次，在運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行了研究。通過雅可比矩陣對(duì)機(jī)構(gòu)奇異位形進(jìn)行了研究，并得到了三種可能的奇異位形；基于虛功原理得出機(jī)構(gòu)在平衡狀態(tài)下作用在末端執(zhí)行器的外力和驅(qū)動(dòng)力矩的關(guān)系；借助條件數(shù)的概念，得出機(jī)構(gòu)完全各向同性條件，即機(jī)構(gòu)的完全對(duì)稱性；通過搜索法得到機(jī)構(gòu)在不同姿態(tài)角下的工作空間和在各平面的投影，分析了對(duì)工作空間的影響因素。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能研究對(duì)機(jī)構(gòu)的尺寸綜合及性能優(yōu)化有很重要的影響。 然后，在功能原理的基礎(chǔ)上，利用牛頓-歐拉法建立機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，推出了機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程，并推出了影響驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)力矩的因素。最后，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真研究。采用UG/ADAMS軟件首先驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器參考點(diǎn)的位移、角速度和角加速度的變化規(guī)律，進(jìn)一步分析末端執(zhí)行器參考點(diǎn)的中心分別在施加力和不施加力情況下以及質(zhì)量的變化對(duì)驅(qū)動(dòng)功率和驅(qū)動(dòng)力矩的變化規(guī)律的影響。 本文通過對(duì)3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論和仿真研究，為其它類型球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能研究和開發(fā)應(yīng)用奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu) 型綜合 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 運(yùn)動(dòng)性能 動(dòng)力學(xué)分析 仿真
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)型綜合的研究與分析13-14
• 1.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究14-15
• 1.2.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形分析15-16
• 1.2.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真研究16
• 1.3 國內(nèi)外球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀與分析16-19
• 1.3.1 球面機(jī)構(gòu)構(gòu)型研究17-18
• 1.3.2 球面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的研究18
• 1.3.3 球面機(jī)構(gòu)綜合應(yīng)用研究18-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排19-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 2 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合21-32
• 2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合21-24
• 2.2 運(yùn)動(dòng)鏈的型綜合24-29
• 2.2.1 三約束運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)型綜合24-25
• 2.2.2 雙約束運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)型綜合25-26
• 2.2.3 單約束運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)型綜合26-28
• 2.2.4 零約束運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)型綜合28-29
• 2.3 型綜合驗(yàn)證29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析32-44
• 3.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的數(shù)學(xué)方法32
• 3.2 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的描述和自由度的分析32-34
• 3.2.1 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的描述33-34
• 3.2.2 自由度分析34
• 3.3 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析34-41
• 3.3.1 剛體位置的描述34-36
• 3.3.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析36-38
• 3.3.3 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析38-41
• 3.4 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)速度、加速度分析41-43
• 3.4.1 雅可比矩陣41-42
• 3.4.2 速度、加速度分析42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能研究44-56
• 4.1 奇異性分析44-47
• 4.2 靜力分析47-49
• 4.3 各向同性設(shè)計(jì)49-50
• 4.4 影響機(jī)構(gòu)工作空間因素分析及工作空間的確定50-54
• 4.4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)角51-52
• 4.4.2 連桿之間的干涉52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析56-61
• 5.1 動(dòng)力學(xué)分析的數(shù)學(xué)方法56
• 5.2 3 -RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程56-57
• 5.3 動(dòng)力學(xué)模型的建立57-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真研究61-71
• 6.1 仿真技術(shù)分析61
• 6.2 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真61-65
• 6.2.1 ADAMS 的仿真步驟61
• 6.2.2 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿真61-65
• 6.3 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真65-70
• 6.3.1 ADAMS 動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)65
• 6.3.2 3-RRP 球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真65-70
• 6.4 本章小結(jié)70-71
• 7 總結(jié)與展望71-73
• 7.1 總結(jié)71-72
• 7.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果79-80
• 致謝80-81

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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7 李秦川;陳歡歡;李f3;胡旭東;;3-P_C(RR)_N球面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J];中國機(jī)械工程;2009年11期

8 劉延斌;韓秀英;郭志佳;賈新杰;;一種新型3-RPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J];中國機(jī)械工程;2011年19期

9 王國彪;賴一楠;丁華鋒;劉辛軍;;國家自然科學(xué)基金助中國機(jī)構(gòu)學(xué)研究走向國際前沿——記燕山大學(xué)黃真教授在科學(xué)基金的持續(xù)資助下取得的創(chuàng)新成果[J];中國科學(xué)基金;2013年01期

  本文關(guān)鍵詞：三自由度3-RRP球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：343227