發(fā)布時間：2021-04-29 11:56

　　隨著精密制造業(yè)的發(fā)展,精密定位技術作為其核心技術被廣泛地應用于建筑行業(yè)、國防工業(yè)、微機電系統(tǒng)以及醫(yī)療領域中,其定位精度的高低影響著精密制造的總體水平�；趥鹘y(tǒng)并聯(lián)機構的精密定位平臺,由于剛性運動副間存在間隙以及摩擦、磨損等因素的影響使得其已經無法在長時間內保證超高的定位精度,而柔順機構由于機構內無摩擦、磨損等特點近年來被廣泛地應用在精密定位平臺的設計中。本文綜合考慮柔順機構與并聯(lián)機構的特點,以3-PRC型剛性并聯(lián)機構為原型,引入柔性支鏈,設計了一種3-PRC型柔性并聯(lián)機構,并采用柔性鉸鏈替代法對其改進,設計了一種以集中柔度式全柔順并聯(lián)機構為傳動部件的精密定位平臺,在此基礎上采用連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化法對其進行優(yōu)化設計,開發(fā)了一種新的分布柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺,并對以上三種精密定位平臺進行了靜力學與動力學仿真分析。研究表明,基于分布柔度式全柔順并聯(lián)機構的精密定位平臺在機構的剛度特性、抗干擾能力以及抗振性方面優(yōu)勢明顯,具有較高的定位精度。具體研究內容如下:（1）采用柔性鉸鏈替代法對3-PRC型柔順并聯(lián)機構進行了構型設計與分析。運用螺旋理論對剛性3-PRC型并聯(lián)機構的自由度進行了分析,并基... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題來源與研究背景
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究背景及意義
    1.2 精密定位平臺國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 精密定位平臺的國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 精密定位平臺的國內研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內容
    1.4 本章小結
2 精密定位平臺設計的理論基礎
    2.1 引言
    2.2 精密定位系統(tǒng)介紹
        2.2.1 精密定位系統(tǒng)構成
        2.2.2 精密定位平臺介紹
    2.3 柔性機構與柔順機構
    2.4 柔性鉸鏈
        2.4.1 柔性運動副
        2.4.2 柔性鉸鏈的材料選擇及其加工方法
    2.5 精密定位平臺的剛度分析
    2.6 本章小結
3 精密定位平臺的構型設計與靜力學分析
    3.1 引言
    3.2 3-PRC型并聯(lián)機構簡介
        3.2.1 3-PRC型并聯(lián)機構構型描述及其自由度分析
        3.2.2 3-PRC型并聯(lián)機構微運動學分析
        3.2.3 3-PRC型并聯(lián)機構靜力學計算
    3.3 3-PRC型柔性并聯(lián)精密定位平臺的設計與分析
        3.3.1 PRC型柔性支鏈設計
        3.3.2 3-PRC型柔性并聯(lián)精密定位平臺設計
        3.3.3 3-PRC型柔性并聯(lián)精密定位平臺靜力學分析
    3.4 3-PRC型集中柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺的設計與分析
        3.4.1 PRC型集中柔度式全柔順支鏈設計
        3.4.2 3-PRC型集中柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺設計
        3.4.3 -PRC型集中柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺靜力學分析
    3.5 本章小結
4 分布柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺拓撲優(yōu)化設計
    4.1 引言
    4.2 拓撲優(yōu)化理論介紹
    4.3 材料插值模型的建立
    4.4 求解優(yōu)化模型
    4.5 優(yōu)化過程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象
    4.6 3-PRC型分布柔度式全柔順并聯(lián)機構拓撲優(yōu)化模型建立
    4.7 3-PRC型分布柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺靜力學分析
    4.8 本章小結
5 精密定位平臺的靜剛度分析
    5.1 引言
    5.2 柔度矩陣理論介紹
        5.2.1 半圓弧型柔性鉸鏈的柔度矩陣
        5.2.2 鉸鏈的柔度矩陣在不同坐標系下的變換
        5.2.3 柔性鉸鏈的串聯(lián)式柔度矩陣
        5.2.4 柔性鉸鏈的并聯(lián)式柔度矩陣
    5.3 3-PRC型柔性并聯(lián)精密定位平臺靜剛度模型的建立
    5.4 精密定位平臺靜剛度有限元分析
        5.4.1 3-PRC型柔性并聯(lián)精密定位平臺靜剛度有限元分析
        5.4.2 3-PRC型集中柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺靜剛度有限元分析
        5.4.3 3-PRC型分布柔度式全柔順并聯(lián)精密定位平臺靜剛度有限元分析
    5.5 本章小結
6 精密定位平臺動力學特性分析
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)動力學模型建立
        6.2.1 梁單元的運動微分方程
        6.2.2 定位平臺的動力學約束條件分析
        6.2.3 系統(tǒng)動力學方程
    6.3 精密定位平臺的模態(tài)分析
        6.3.1 模態(tài)分析理論
        6.3.2 系統(tǒng)模態(tài)的有限元分析
    6.4 本章小結
7 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于三維柔性微動平臺拓撲優(yōu)化方法的研究[J]. 朱大昌,馮文結,劉運鴻.  機械傳動. 2014(02)
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[10]基于虛功原理的3-RRPR柔性精密定位工作臺動力學分析[J]. 賈曉輝,田延嶺,張大衛(wèi).  機械工程學報. 2011(01)

碩士論文
[1]一種新型3-RRRRR并聯(lián)微動機構的設計與分析[D]. 句彥儒.燕山大學 2010



本文編號：3167486