本文關(guān)鍵詞：三自由度3-PSP并聯(lián)機構(gòu)運動性能與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三自由度并聯(lián)機構(gòu)具有工作空間較大、從動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)簡單、制造裝配精度高、驅(qū)動控制容易和成本低等優(yōu)點，成為國內(nèi)外學者研究的熱點。三自由度并聯(lián)機構(gòu)中的2R1T機構(gòu)在各個領域應用比較廣泛，可以滿足人們對設計目標的要求，本文對一種可以實現(xiàn)2R1T型運動的3-PSP并聯(lián)機構(gòu)進行研究。 首先，分析3-PSP并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，利用傳統(tǒng)的自由度計算公式CGK和旋量理論兩種方法分析該機構(gòu)自由度的數(shù)目以及具體分布，確定機構(gòu)輸出為2R1T運動，為后續(xù)對機構(gòu)運動學研究確定末端輸出變量。 其次，對3-PSP并聯(lián)機構(gòu)的運動學進行研究。利用封閉矢量環(huán)方法建立機構(gòu)的位置逆解運動約束方程，已知末端輸出位姿，可求得驅(qū)動輸入變量；當給定驅(qū)動輸入長度時，根據(jù)機構(gòu)動平臺的幾何特點，得出末端輸出在相對坐標系中的位置，利用變換矩陣法將不同參考坐標中的矢量聯(lián)系起來，求得其位置正解；根據(jù)位置逆解的約束方程對時間求導，推導出速度雅克比矩陣，對其速度加速度進行分析。 然后，在運動學基礎上對3-PSP并聯(lián)機構(gòu)運動性能進行分析。根據(jù)運動學中的雅克比矩陣分析機構(gòu)奇異性，確定機構(gòu)沒有奇異位置，為工作空間的求解奠定基礎；在對位置逆解研究的基礎上，利用數(shù)值搜索法對其可達工作空間進行研究，確定結(jié)構(gòu)參數(shù)以及桿長約束條件，在Matlab中建立其數(shù)學建模，導出可達工作空間的三維仿真模型，對其工作空間結(jié)構(gòu)進行分析；利用雅克比矩陣條件數(shù)對3-PSP并聯(lián)機構(gòu)的靈巧度進行分析。 最后，對3-PSP并聯(lián)機構(gòu)進行運動學和動力學仿真。利用UG8.0和ADAMS協(xié)同仿真技術(shù)，建立3-PSP并聯(lián)機構(gòu)的剛體虛擬樣機模型，分別對其正運動學和逆運動學仿真，可以順利實現(xiàn)末端輸出螺旋線軌跡，分析驅(qū)動輸入速度加速度曲線；在確定末端輸出軌跡前提下，分別對末端無外載荷和有恒定外載荷時動力學進行仿真，，比較其驅(qū)動輸入電機的功率消耗和受力情況，為驅(qū)動電機的選擇提供理論支持。
【關(guān)鍵詞】：三自由度并聯(lián)機構(gòu) 3-PSP 位置分析 工作空間 仿真分析
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 并聯(lián)機構(gòu)的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 并聯(lián)機構(gòu)的應用11-14
• 1.2.2 并聯(lián)機構(gòu)理論研究現(xiàn)狀及分析14-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容以及章節(jié)安排17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 2 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析19-26
• 2.1 引言19
• 2.2 少自由度并聯(lián)機構(gòu)的理論基礎19-20
• 2.2.1 少自由度并聯(lián)機構(gòu)的組成元素19-20
• 2.2.2 少自由度并聯(lián)機構(gòu)的分類20
• 2.3 3-PSP 自由度分析20-25
• 2.3.1 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析20-21
• 2.3.2 螺旋理論的基礎知識21-24
• 2.3.3 基于 Kutzbach- Grünler 公式的自由度計算24
• 2.3.4 基于螺旋理論的自由度計算24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)的運動學分析26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 并聯(lián)機構(gòu)的位姿描述與坐標變換26-30
• 3.2.1 位姿描述27-28
• 3.2.2 坐標變換28-30
• 3.3 建立坐標系30-31
• 3.4 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)位置分析31-36
• 3.4.1 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)位置逆解31-34
• 3.4.2 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)位置正解34-36
• 3.5 雅克比矩陣和速度分析36-38
• 3.6 加速度分析38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 4 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)的運動性能研究40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 機構(gòu)奇異性分析40-42
• 4.2.1 奇異位形的概念及分類40-41
• 4.2.2 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)的奇異性分析41-42
• 4.3 工作空間研究42-49
• 4.3.1 并聯(lián)機構(gòu)工作空間的影響因素43-44
• 4.3.2 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)工作空間的求解44-46
• 4.3.3 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)工作空間仿真與分析46-49
• 4.4 機構(gòu)的靈巧度分析49-52
• 4.4.1 靈巧度性能指標49-51
• 4.4.2 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)靈巧度分析51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)的虛擬樣機仿真53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 UG 和 ADAMS 軟件的選擇53-55
• 5.2.1 UG 軟件的選擇53-54
• 5.2.2 ADAMS 軟件的選擇54-55
• 5.3 3-PSP 并聯(lián)機構(gòu)的虛擬樣機55-57
• 5.3.1 創(chuàng)建三維模型55-56
• 5.3.2 創(chuàng)建虛擬樣機的幾何約束模型56-57
• 5.4 仿真分析57-64
• 5.4.1 運動學仿真57-62
• 5.4.2 動力學仿真62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 全文總結(jié)65
• 6.2 展望65-67
• 參考文獻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73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李劍鋒;方斌;卿建喜;;Tricept并聯(lián)機構(gòu)的奇異性分析[J];北京工業(yè)大學學報;2011年01期

2 李瑞琴,劉惠林;關(guān)于6-SPS并聯(lián)機器人機構(gòu)工作空間的研究[J];北京理工大學學報;1992年04期

3 黃真;劉婧芳;李艷文;;150年機構(gòu)自由度的通用公式問題[J];燕山大學學報;2011年01期

4 金振林;何小靜;;一種新型3-UPS并聯(lián)機構(gòu)及其工作空間分析[J];燕山大學學報;2011年03期

5 朱延河,趙杰,蔡鶴皋;一種新并聯(lián)主手的靈巧度分析[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2005年01期

6 陳海真;鄒忠月;宋宏鵬;;基于靈巧度3-RCR并聯(lián)機器人機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J];機床與液壓;2012年05期

7 高峻巖;林麒;鄭亞青;;立面1R2T三自由度繩牽引并聯(lián)機構(gòu)的速度、加速度運動學分析[J];暨南大學學報(自然科學版);2007年05期

8 余順年;陳扼西;馬履中;;基于2TIR機構(gòu)串并聯(lián)機器人位置分析及仿真[J];機械設計與研究;2006年05期

9 李兵,王知行,袁劍雄;新型并聯(lián)機床的操作空間分析[J];機械設計與研究;1999年01期

10 葉冬明;李開明;;新型三自由度并聯(lián)機構(gòu)工作空間分析[J];機械設計與制造;2012年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張立杰;兩自由度并聯(lián)機器人的性能分析及尺寸優(yōu)化[D];燕山大學;2006年

2 姚太克;一類三自由度并聯(lián)機構(gòu)的特性研究與優(yōu)化設計[D];中國科學技術(shù)大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 蔡飛躍;3-PUU并聯(lián)機構(gòu)運動學和動力學研究[D];南京航空航天大學;2010年

2 崔培;3-RPS+RP五自由度混聯(lián)機械臂機構(gòu)學分析與仿真研究[D];燕山大學;2011年

3 葉冬明;新型大工作空間并聯(lián)機構(gòu)及其性能研究[D];南京理工大學;2012年

4 周仁和;3-RPS并聯(lián)機器人及其變型2-RPS+PSR并聯(lián)機器人運動學性能研究[D];南京理工大學;2006年

5 孟巧玲;并聯(lián)機構(gòu)剛度特性分析[D];東北大學;2008年

6 韓曉輝;基于重載的3-PRS并聯(lián)機構(gòu)的設計[D];上海交通大學;2013年

  本文關(guān)鍵詞：三自由度3-PSP并聯(lián)機構(gòu)運動性能與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：456289