本文關(guān)鍵詞：3-RPR三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有剛度大，速度快，精度高，承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究已經(jīng)比較成熟，并且在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。其中少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡單，而且能滿足于需要少自由度的應(yīng)用場合，目前是機(jī)構(gòu)學(xué)的研究熱點(diǎn)。本文選取3-RPR三自由度平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象，主要對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位姿分析，奇異性分析，工作空間分析以及剛度特性分析。 根據(jù)3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿分析，得出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位姿逆解和位姿正解，然后用三維運(yùn)動(dòng)仿真軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，，得出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺的位移、速度和加速度曲線。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得出了機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣，根據(jù)雅可比矩陣和Gosselin對機(jī)構(gòu)奇異位形的三種分類方法得到了機(jī)構(gòu)的五種奇異位形。其次根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺的工作空間是三組同心圓的交集，依次分析了位姿角、運(yùn)動(dòng)平臺和固定平臺的大小對機(jī)構(gòu)工作空間的影響。 基于新的守恒協(xié)調(diào)剛度矩陣推導(dǎo)出3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度映射公式，根據(jù)推導(dǎo)出的機(jī)構(gòu)的剛度矩陣分別在x、y、θ方向上的分量，然后運(yùn)用MATLAB繪制機(jī)構(gòu)的剛度映射曲線，并根據(jù)對給定姿態(tài)的工作空間進(jìn)行分析，得到機(jī)構(gòu)的剛度映射曲線，再結(jié)合機(jī)構(gòu)的工作空間對機(jī)構(gòu)進(jìn)行剛度特性分析。最后得出分析結(jié)果，3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度是機(jī)構(gòu)構(gòu)型的函數(shù)，與驅(qū)動(dòng)力和關(guān)節(jié)剛度成比例，而且機(jī)構(gòu)的剛度不僅與驅(qū)動(dòng)力大小有關(guān)也與驅(qū)動(dòng)力的方向有關(guān)，并且對于對稱機(jī)構(gòu)，剛度也存在一定的對稱關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)分析 奇異位形 工作空間 剛度特性
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用10-13
• 1.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)10-11
• 1.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用11-13
• 1.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 2 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合17-24
• 2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的分類17-18
• 2.2 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型的選擇18-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 3 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和工作空間分析24-45
• 3.1 運(yùn)動(dòng)分析24
• 3.2 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿分析24-28
• 3.2.1 位姿逆解25-26
• 3.2.2 位姿正解26-28
• 3.3 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真28-33
• 3.3.1 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型建立28-30
• 3.3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真30-33
• 3.4 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性33-38
• 3.4.1 雅可比矩陣33-34
• 3.4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形的分類與方法34-38
• 3.5 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間分析38-44
• 3.5.1 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間39-40
• 3.5.2 工作空間的影響因素40-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣和剛度映射45-65
• 4.1 剛度概念45-46
• 4.2 基于守恒協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣46-49
• 4.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣46-48
• 4.2.2 研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度特性的一般方法與步驟48-49
• 4.3 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度映射49-62
• 4.3.1 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)49
• 4.3.2 3-RPR 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣49-51
• 4.3.3 3-RPR 平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度矩陣分析51-62
• 4.4 3-RPR 平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度特性62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 5 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果72-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：344636