本文關鍵詞：空間四自由度全柔順并聯(lián)機構精密定位平臺的剛度分析

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【摘要】：科技在日新月異的高速發(fā)展,精密定位技術的精度也在不斷的提高。怎樣設計出具有更高精度的微位移平臺成為當前精密定位技術發(fā)展的一個必然趨勢。微動平臺的剛度是影響其精度的重要因素,因此對剛度的分析至關重要。 首先,本文以并聯(lián)機構、柔順機構等理論為支撐設計了一類以全柔順并聯(lián)機構為主要構件的精密定位平臺；其次,依據(jù)虛功原理和單元動力學方程設計了一種對全柔順并聯(lián)機構靜剛度的求解方法；最后,應用軟件對所求結果驗證,得證該方法的正確性。論文的主要工作包括： 1、從三類(3T1R、2R2T、3R1T)四自由度并聯(lián)機構中分別選出一種機構,并利用螺旋理論分析其運動特性； 2、根據(jù)所選并聯(lián)機構(型號：4-CRU型、2RPU-2SPS型、4-RPUR型),通過柔性鉸鏈替換法、柔順機構學等相關知識設計出相應的全柔順并聯(lián)機構,使其作為精密定位平臺的主要構件； 3、利用單元動力學方程、全柔順并聯(lián)機構的結構特征等知識,求解全柔順并聯(lián)機構的靜剛度；根據(jù)虛功原理,得出動平臺的應變； 4、利用ANSYS軟件,分別對4-CRU型全柔順并聯(lián)機構、2RPU-2SPS型全柔順并聯(lián)機構和4-RPUR型全柔順并聯(lián)機構進行建模仿真,并得出其應變； 5、將求解數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)對比,得證所設計方法正確。 結果： 1、所設計方法正確。 2、通過三類四自由度全柔順并聯(lián)機構的整體剛度的計算,均得出合理的結果,說明此種方法不僅適應于特例,并且具有一般性。 3、全柔順并聯(lián)機構的設計及其剛度的計算,豐富了精密定位平臺的類型,提高了精密定位平臺的精度。
【關鍵詞】：精密定位平臺 螺旋理論 全柔順并聯(lián)機構 靜剛度 仿真分析
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 精密定位平臺的研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.2 柔性并聯(lián)機構剛度研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀13-15
• 1.3 課題的選題背景及研究意義15-16
• 1.4 主要研究的內(nèi)容16-18
• 第二章 精密定位平臺設計的理論基礎18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 柔性機構和柔順機構的區(qū)別和聯(lián)系18
• 2.3 微動精密定位平臺18-21
• 2.3.1 微動精密定位平臺的閉環(huán)控制簡圖18-19
• 2.3.2 精密定位平臺傳動方式及材料的選擇19-20
• 2.3.3 精密定位平臺的精度影響因素及存在的問題20-21
• 2.4 柔性鉸鏈21-23
• 2.5 基于全柔順并聯(lián)機構的精密定位平臺的設計思路23
• 2.6 螺旋理論的簡介23-27
• 2.6.1 線矢量和旋量23-24
• 2.6.2 剛體的螺旋運動24
• 2.6.3 運動副的螺旋表示24-25
• 2.6.4 螺旋的互易積及線性相關性25-26
• 2.6.5 旋量的運算規(guī)則26-27
• 2.6.6 四自由度并聯(lián)機構的約束螺旋系27
• 2.7 虛功原理27
• 2.8 有限元分析的流程27-28
• 2.9 精密定位平臺的剛度28-31
• 2.9.1 單元動力學方程的建立28-31
• 2.9.2 單元動力學方程與支鏈系統(tǒng)動力學方程之間的轉(zhuǎn)換31
• 2.10 本章小結31-32
• 第三章 空間4-CRU型精密定位平臺的設計與研究32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 4-CRU并聯(lián)機構32-33
• 3.2.1 4-CRU型并聯(lián)機構的構型描述32
• 3.2.2 4-CRU型并聯(lián)機構的運動特性分析32-33
• 3.3 基于4-CRU型全柔順并聯(lián)機構的設計33
• 3.4 4-CRU型全柔順并聯(lián)機構剛度的分析33-43
• 3.4.1 利用動力學分析4-CRU型全柔順并聯(lián)機構支鏈的剛度33-38
• 3.4.2 運動學分析4-CRU型全柔順并聯(lián)機構的剛度38-40
• 3.4.3 全柔順并聯(lián)機構的剛度與彈性變形40-41
• 3.4.4 ANSYS軟件仿真求動平臺的應變41-43
• 3.5 計算結果與仿真結果對比分析43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 空間2RPU-2SPS型精密定位平臺的設計及研究44-59
• 4.1 引言44
• 4.2 2RPU-2SPS型并聯(lián)機構44-45
• 4.2.1 2RPU-2SPS型并聯(lián)機構的構型描述44
• 4.2.2 2RPU-2SPS型并聯(lián)機構運動特性分析44-45
• 4.3 2RPU-2SPS全柔順并聯(lián)機構的設計45-46
• 4.4 2RPU-2SPS型全柔順并聯(lián)機構剛度的分析46-57
• 4.4.1 利用動力學分析2RPU-2SPS型全柔順并聯(lián)機構RPU支鏈的剛度46-50
• 4.4.2 利用動力學分析2RPU-2SPS型全柔順并聯(lián)機構SPS支鏈的剛度50-53
• 4.4.3 運動學分析2RPU-2SPS型全柔順并聯(lián)機構的剛度53-55
• 4.4.4 全柔順并聯(lián)機構的剛度與彈性變形55
• 4.4.5 ANSYS軟件仿真求動平臺的應變55-57
• 4.5 計算結果與仿真結果對比分析57
• 4.6 本章小結57-59
• 第五章 空間4-RPUR型精密定位平臺的設計及研究59-72
• 5.1 引言59
• 5.2 4-RPUR型并聯(lián)機構59-60
• 5.2.1 4-RPUR型并聯(lián)機構的構型描述59
• 5.2.2 4-RPUR并聯(lián)機構運動特性分析59-60
• 5.3 4-RPUR型全柔順并聯(lián)機構的設計60-61
• 5.4 4-RPUR型全柔順并聯(lián)機構剛度的分析61-70
• 5.4.1 利用動力學分析4-RPUR型全柔順并聯(lián)機構RPUR支鏈的剛度61-66
• 5.4.2 運動學分析4-RPUR型全柔順并聯(lián)機構的剛度66-68
• 5.4.3 全柔順并聯(lián)機構的剛度與彈性變形68
• 5.4.4 ANSYS軟件仿真求動平臺的應變68-70
• 5.5 計算結果與仿真結果對比分析70
• 5.6 本章小結70-72
• 第六章 結論與展望72-74
• 參考文獻74-77
• 附錄A77-85
• 附錄B85-86
• 附錄C86-87
• 致謝87-88
• 在學期間發(fā)表的學術論文88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 房海蓉;陳江紅;;一種新型四自由度并聯(lián)機構設計與分析[J];北京交通大學學報;2011年04期

2 李仕華;于長城;田圓;;一種新型四自由度非對稱并聯(lián)機構的運動學分析[J];燕山大學學報;2011年05期

3 王建林;柔性八桿對稱聯(lián)動定位機構及系統(tǒng)的研究[J];航空精密制造技術;2001年03期

4 劉紅軍;姜春英;房立金;趙明揚;;并聯(lián)刨床剛度分析及實驗研究[J];機器人;2006年01期

5 尹小琴,馬履中,楊啟志,陳瑞芳;3-RRC全柔性機構中柔性鉸鏈剛度矩陣建立[J];江蘇大學學報(自然科學版);2003年04期

6 王勇,劉志剛,薄鋒,朱健強;五自由度納米級定位精度機構的研制[J];機械設計與制造;2005年02期

7 王海容,趙則祥,蔣莊德;大行程納米分辨率加載機構的研制[J];機械強度;2001年04期

8 李永剛;宋軼民;馮志友;;并聯(lián)機器人機構靜剛度研究現(xiàn)狀與展望[J];機械設計;2010年03期

9 孫立寧,董為,杜志江;基于大行程柔性鉸鏈的并聯(lián)機器人剛度分析[J];機械工程學報;2005年08期

10 趙興玉;馮曉梅;武一民;張大衛(wèi);;面向MEMS制造的高速精密定位平臺的動力學仿真和結構設計[J];機械工程學報;2006年08期

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本文編號：843619