少自由度并聯(lián)機構(gòu)近年來成為國際機構(gòu)學(xué)和機器人領(lǐng)域研究的熱點。它的運動學(xué)研究也隨之受到越來越多的關(guān)注。在機構(gòu)運動學(xué)分析中,Jacobian矩陣扮演著一個不可或缺的角色。然而對于少自由度并聯(lián)機構(gòu),目前卻沒有一種統(tǒng)一并實用的建立其Jacobian矩陣的方法。為此,本文基于6自由度并聯(lián)機構(gòu)的影響系數(shù)法,針對一類少自由度并聯(lián)機構(gòu)(機構(gòu)自由度等于支鏈自由度數(shù)),給出建立其N×N型Jacobian矩陣和N×N×N型Hessian矩陣的方法。同時通過引入仿射坐標系,將該方法發(fā)展適用于全部14類少自由度并聯(lián)機構(gòu)。利用N×N型Jacobian矩陣找出機構(gòu)N個輸入速度元素與N個獨立輸出速度元素間的映射關(guān)系。并利用坐標變換,為N自由度并聯(lián)機構(gòu)(N<6)給出一種建立6×N型Jacobian矩陣的方法。 在現(xiàn)有的少自由度并聯(lián)機構(gòu)中,結(jié)構(gòu)對稱的5自由度并聯(lián)機構(gòu)歷史較短,且大部分現(xiàn)有機型的自由度為三轉(zhuǎn)兩移。在黃真教授等人于2002年利用基于約束螺旋的型綜合理論認清這類機構(gòu)的約束關(guān)系并綜合出機構(gòu)實例后,人們才意識到這類機構(gòu)的確存在。然而,僅僅意識到事物的存在并不代表認清它的本質(zhì)。為了加深對該類機構(gòu)本質(zhì)的認識并探索...

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 并聯(lián)機構(gòu)的起源
    1.2 并聯(lián)機器人的應(yīng)用
        1.2.1 運動模擬器
        1.2.2 娛樂裝置
        1.2.3 并聯(lián)機床
        1.2.4 微操作機器人
        1.2.5 力傳感器
    1.3 并聯(lián)機構(gòu)學(xué)相關(guān)理論研究的背景
        1.3.1 運動學(xué)
        1.3.2 奇異理論
        1.3.3 型綜合
    1.4 論文選題的意義及主要研究內(nèi)容
第2章 少自由度并聯(lián)機構(gòu)Jacobian 和Hessian 矩陣
    2.1 引言
    2.2 預(yù)備知識
        2.2.1 螺旋理論
        2.2.2 特殊螺旋互逆的幾何條件
        2.2.3 運動影響系數(shù)法
    2.3 一類少自由度并聯(lián)機構(gòu)速度、加速度正反解的方法
        2.3.1 速度分析
        2.3.2 加速度分析
        2.3.3 機構(gòu)樣例3-R(CRR)
        2.3.4 機構(gòu)樣例3-(RRR)(RR)
    2.4 少自由度并聯(lián)機構(gòu)的6×N 型Jacobian 矩陣
        2.4.1 瞬時參考坐標系F^*的選取
        2.4.2 N 自由度并聯(lián)機構(gòu)的6×N 型Jacobian 矩陣
        2.4.3 機構(gòu)樣例4-RPUR
    2.5 本章小結(jié)
第3章 實用型對稱五自由度并聯(lián)機構(gòu)的型綜合
    3.1 引言
    3.2 基于約束螺旋的型綜合法
    3.3 18 種完全對稱3R2T 5-DoF 并聯(lián)機型
    3.4 并聯(lián)機構(gòu)5-RRR(RR)
    3.5 并聯(lián)機構(gòu)5-(RRR)(RR)
    3.6 并聯(lián)機構(gòu)5-(RRR)R_pR
    3.7 結(jié)構(gòu)及安裝條件對稱的3T2R 五自由度并聯(lián)機構(gòu)
        3.7.1 約束分析
        3.7.2 機構(gòu)簡圖
        3.7.3 輸入選擇
    3.8 本章小結(jié)
第4章 3R2T 完全對稱五自由度并聯(lián)機構(gòu)的奇異分析
    4.1 引言
    4.2 六種完全對稱的5-DoF 并聯(lián)實用機型
    4.3 Fang 和Tsai 的奇異分類
    4.4 支鏈奇異
        4.4.1 RRR(RR)
        4.4.2 PRR(RR)
        4.4.3 (RRR)RR
        4.4.4 (RRR)(RR)
        4.4.5 (RPR)RR
        4.4.6 RPR(RR)
    4.5 驅(qū)動奇異
        4.5.1 RR(RR)
        4.5.2 (RR)(RR)
    4.6 機構(gòu)樣例5-RRR(RR)
        4.6.1 5-RRR(RR)的第一類支鏈奇異
        4.6.2 5-RRR(RR)的第二類支鏈奇異
        4.6.3 5-RRR(RR)的第一類驅(qū)動奇異
        4.6.4 5-RRR(RR)的第二類驅(qū)動奇異
        4.6.5 5-RRR(RR)的第三類驅(qū)動奇異
    4.7 本章小結(jié)
第5章 5-RRR(RR)樣機
    5.1 引言
    5.2 5-RRR(RR)樣機的理論設(shè)計
        5.2.1 位置正解
        5.2.2 位置反解模型
    5.3 樣機的設(shè)計與實現(xiàn)
        5.3.1 樣機結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.3.2 樣機的位置反解
        5.3.3 奇異分析
    5.4 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
        5.4.1 步進電機及驅(qū)動器的參數(shù)
        5.4.2 Trio_Euro205X 運動控制卡
        5.4.3 樣機運行
        5.4.4 改進意見
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡介



本文編號：3741929