本文關(guān)鍵詞：一種混聯(lián)平面三自由度混合驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的概念局限于具有確定運動的剛性構(gòu)件系統(tǒng)，是不可控的。傳統(tǒng)的閉環(huán)機(jī)構(gòu)常由恒速電機(jī)驅(qū)動，只有機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸與其輸出的運動規(guī)律有關(guān)，只能近似完成單一的任務(wù)和實現(xiàn)末端軌跡曲線上的少數(shù)軌跡點，并不能精確完成任意給定的運動。傳統(tǒng)加工機(jī)械的主要缺點就是缺少柔性，要想變換系統(tǒng)的輸出運動就必須更改機(jī)構(gòu)的尺寸或類型。但是這種改變通常費用較高并且非常麻煩，甚至不能隨便更換。在這種條件下，混合驅(qū)動機(jī)構(gòu)是傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)與現(xiàn)代機(jī)器人機(jī)構(gòu)成本與性能上的一個良好折中，在理論上能夠比較理想地結(jié)合機(jī)器人機(jī)構(gòu)的靈活性與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的高速度、高效率、高承載力等優(yōu)勢，為現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計提供了一個新思路。 本課題提出一種基于3RRR機(jī)構(gòu)的較新型混聯(lián)機(jī)構(gòu)。通過應(yīng)用Assur桿組法及圖論理論對平面3-DOF全轉(zhuǎn)動副機(jī)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)件分類和構(gòu)件組合，得到了一種最基本的三條支鏈對稱的運動鏈結(jié)構(gòu)。然后運用拓?fù)渑邎D插點法畫出了其拓?fù)渑邎D，并對其支鏈進(jìn)行分類并插入拓?fù)渑邎D中，再進(jìn)行同構(gòu)分析得到了6種運動鏈構(gòu)型。最后，運用一種新的基于構(gòu)件關(guān)系的圖論描述方法推導(dǎo)出了此機(jī)構(gòu)的混聯(lián)構(gòu)型，并對其進(jìn)行了應(yīng)用分析。 在運動學(xué)分析中，傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)中常用矢量環(huán)建模法來分析機(jī)構(gòu)的運動。本文介紹了各種數(shù)學(xué)建模方法，即四元數(shù)方法，對偶矩陣，對偶矢量方法。在運動學(xué)方程求解方法中，分析比較了吳文俊方法，零括號代數(shù)法等。通過對比選擇了簡潔清晰的D-H矩陣法來建立此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型并完成機(jī)構(gòu)的正運動學(xué)分析。 對于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的建模約束條件，本文分析了此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的可動性及奇異性。首先本章基于平面單閉環(huán)連桿機(jī)構(gòu)的可裝配性原理分別分析了混聯(lián)機(jī)構(gòu)中的兩個獨立閉環(huán)的雙曲柄存在條件并對其中較重要的一個五桿閉環(huán)進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)奇異分析，最后通過計算幾何中的知識分析了該機(jī)構(gòu)的工作空間。 最后本文通過Pro/E建立了此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的裝配模型并在Pro/E機(jī)構(gòu)模塊中對此混聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析和軌跡仿真。然后把Pro/E中的模型導(dǎo)入到Adams中進(jìn)行協(xié)同仿真來模擬此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的運動參數(shù)變化規(guī)律，，得到了此混聯(lián)機(jī)構(gòu)軌跡參考點C在選定桿長尺寸下的位移，速度，加速度曲線。然后通過Adams中的樣條曲線擬合功能把位移曲線轉(zhuǎn)換成樣條函數(shù)，再刪除機(jī)架F點處的一個常速電機(jī)，用兩個常速電機(jī)和C點樣條函數(shù)共同驅(qū)動此混聯(lián)機(jī)構(gòu)，反解出了伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動規(guī)律。本文研究結(jié)果，不僅為進(jìn)一步研究此較新型混聯(lián)機(jī)構(gòu)奠定理論基礎(chǔ)，也為空間多自由度混合驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研究提供了設(shè)計方法。
【關(guān)鍵詞】：型綜合 混聯(lián)機(jī)構(gòu) D-H矩陣 運動學(xué)分析 工作空間 協(xié)同仿真
【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4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題背景，研究目的和意義10-12
• 1.1.1 課題背景10-11
• 1.1.2 課題研究目的價值和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)12-15
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 發(fā)展動態(tài)14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-17
• 2 混聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計17-27
• 2.1 少自由度機(jī)構(gòu)的型綜合概述17-18
• 2.2 平面 3-DOF 運動鏈基本結(jié)構(gòu)18-22
• 2.2.1 構(gòu)件分類18
• 2.2.2 構(gòu)件組合18-22
• 2.3 平面 3-DOF 機(jī)構(gòu)的同構(gòu)分析22
• 2.4 平面 3-DOF 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新構(gòu)型22-25
• 2.5 平面 3-DOF 混聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用分析25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 基于 D-H 矩陣的混聯(lián)機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析27-46
• 3.1 機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析的數(shù)學(xué)工具27-28
• 3.2 運動學(xué)建模工具 D-H 矩陣28-37
• 3.2.1 共原點坐標(biāo)變換30-31
• 3.2.2 不共原點坐標(biāo)變換31-33
• 3.2.3 3-RRR 平面三自由度機(jī)構(gòu)的 D-H 矩陣建模33-37
• 3.3 混聯(lián)機(jī)構(gòu) D-H 矩陣建模及其運動學(xué)正解分析37-45
• 3.3.1 混聯(lián)機(jī)構(gòu) D-H 矩陣建模37-42
• 3.3.2 基于 D-H 矩陣的混聯(lián)機(jī)構(gòu)運動學(xué)正解分析42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 混聯(lián)機(jī)構(gòu)的建模約束條件及其工作空間分析46-63
• 4.1 可動性分析46-55
• 4.1.1 基本原理46-47
• 4.1.2 曲柄存在條件分析47-55
• 4.2 奇異性分析55-59
• 4.3 機(jī)構(gòu)的工作空間分析59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 混聯(lián)機(jī)構(gòu)的協(xié)同仿真63-77
• 5.1 基于 Pro/E 的混聯(lián)機(jī)構(gòu)建模裝配63-64
• 5.2 常速電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 對加速度的影響和運動仿真64-66
• 5.2.1 常速電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 與末端執(zhí)行器、伺服電機(jī)加速度的關(guān)系64-65
• 5.2.2 基于 Pro/E 機(jī)構(gòu)模塊的混聯(lián)機(jī)構(gòu)運動仿真65-66
• 5.3 虛擬樣機(jī)概論與 ADAMS，Pro/E 協(xié)同仿真66-70
• 5.3.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)定義66-67
• 5.3.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)特點及優(yōu)勢67
• 5.3.3 ADAMS 與 Pro/E 協(xié)同仿真67-70
• 5.4 基于 ADAMS 的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動規(guī)律求解70-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 6 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 全文總結(jié)77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果84-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

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9 李瑞琴;張治民;;可控七桿機(jī)構(gòu)的工作空間圖譜研究[J];機(jī)械設(shè)計與研究;2008年02期

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  本文關(guān)鍵詞：一種混聯(lián)平面三自由度混合驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：447966