少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)近年來成為國(guó)際機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。它的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究也隨之受到越來越多的關(guān)注。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中,Jacobian矩陣扮演著一個(gè)不可或缺的角色。然而對(duì)于少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),目前卻沒有一種統(tǒng)一并實(shí)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(jī)構(gòu)的影響系數(shù)法,針對(duì)一類少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)(機(jī)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(shí)通過引入仿射坐標(biāo)系,將該方法發(fā)展適用于全部14類少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。利用N×N型Jacobian矩陣找出機(jī)構(gòu)N個(gè)輸入速度元素與N個(gè)獨(dú)立輸出速度元素間的映射關(guān)系。并利用坐標(biāo)變換,為N自由度并聯(lián)機(jī)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(jī)構(gòu)中,結(jié)構(gòu)對(duì)稱的5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)歷史較短,且大部分現(xiàn)有機(jī)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(rèn)清這類機(jī)構(gòu)的約束關(guān)系并綜合出機(jī)構(gòu)實(shí)例后,人們才意識(shí)到這類機(jī)構(gòu)的確存在。然而,僅僅意識(shí)到事物的存在并不代表認(rèn)清它的本質(zhì)。為了加深對(duì)該類機(jī)構(gòu)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)并探索...

【文章頁(yè)數(shù)】：125 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的起源
    1.2 并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用
        1.2.1 運(yùn)動(dòng)模擬器
        1.2.2 娛樂裝置
        1.2.3 并聯(lián)機(jī)床
        1.2.4 微操作機(jī)器人
        1.2.5 力傳感器
    1.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)學(xué)相關(guān)理論研究的背景
        1.3.1 運(yùn)動(dòng)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?jī)?nèi)容
第2章 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)Jacobian 和Hessian 矩陣
    2.1 引言
    2.2 預(yù)備知識(shí)
        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(yùn)動(dòng)影響系數(shù)法
    2.3 一類少自由度并聯(lián)機(jī)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(jī)構(gòu)樣例3-R(CRR)
        2.3.4 機(jī)構(gòu)樣例3-(RRR)(RR)
    2.4 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的6×N 型Jacobian 矩陣
        2.4.1 瞬時(shí)參考坐標(biāo)系F^*的選取
        2.4.2 N 自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的6×N 型Jacobian 矩陣
        2.4.3 機(jī)構(gòu)樣例4-RPUR
    2.5 本章小結(jié)
第3章 實(shí)用型對(duì)稱五自由度并聯(lián)機(jī)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(duì)稱3R2T 5-DoF 并聯(lián)機(jī)型
    3.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)5-RRR(RR)
    3.5 并聯(lián)機(jī)構(gòu)5-(RRR)(RR)
    3.6 并聯(lián)機(jī)構(gòu)5-(RRR)R_pR
    3.7 結(jié)構(gòu)及安裝條件對(duì)稱的3T2R 五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)
        3.7.1 約束分析
        3.7.2 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
        3.7.3 輸入選擇
    3.8 本章小結(jié)
第4章 3R2T 完全對(duì)稱五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異分析
    4.1 引言
    4.2 六種完全對(duì)稱的5-DoF 并聯(lián)實(shí)用機(jī)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(dòng)奇異
        4.5.1 RR(RR)
        4.5.2 (RR)(RR)
    4.6 機(jī)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(dòng)奇異
        4.6.4 5-RRR(RR)的第二類驅(qū)動(dòng)奇異
        4.6.5 5-RRR(RR)的第三類驅(qū)動(dòng)奇異
    4.7 本章小結(jié)
第5章 5-RRR(RR)樣機(jī)
    5.1 引言
    5.2 5-RRR(RR)樣機(jī)的理論設(shè)計(jì)
        5.2.1 位置正解
        5.2.2 位置反解模型
    5.3 樣機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.2 樣機(jī)的位置反解
        5.3.3 奇異分析
    5.4 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)
        5.4.2 Trio_Euro205X 運(yùn)動(dòng)控制卡
        5.4.3 樣機(jī)運(yùn)行
        5.4.4 改進(jìn)意見
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3741929