并聯(lián)機器人因其具有剛度大、精度高、承載能力強等優(yōu)點,已在工業(yè)機器人、醫(yī)療機器人、并聯(lián)機床等行業(yè)得到廣泛應用,并成為機構學和機器人領域研究的熱點之一。本課題在國家自然科學基金(50905055)資助下,對一種廣義2-PRS/2-PSS并聯(lián)機器人進行了設計及分析,主要研究工作和取得成果可概括為以下方面:提出了一種具有兩移動兩轉(zhuǎn)動四自由度的2-PRS/2-PSS并聯(lián)機器人。該機構有靜平臺、動平臺以及連接兩平臺的四條分支運動鏈組成,其中四條分支運動鏈的主動移動副軸線與靜平臺的夾角為變量。首先構造了該并聯(lián)機器人的結(jié)構簡圖和三維CAD模型,以便于機構的分析。然后根據(jù)方位特征集理論分析了該并聯(lián)機構的運動輸出特性;基于矢量法對其運動學進行分析,推導出機構的位置和姿態(tài)的正、逆解,進而推導出其速度和加速度方程;最后,算例仿真驗證了理論推導的正確性。根據(jù)該并聯(lián)機器人的特點,定義了兩種工作空間:位置工作空間和姿態(tài)工作空間。工作空間分析主要考慮了桿長約束,轉(zhuǎn)動副和球副所帶來的影響。采用逐點比較法并結(jié)合Matlab軟件對其兩種工作空間進行了繪制,詳細的討論了導軌的傾角和機構的結(jié)構參數(shù)對兩種工作空間的影響。從奇異性...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 并聯(lián)機構的歷史發(fā)展
    1.2 并聯(lián)機構的特點和應用
        1.2.1 并聯(lián)機構的特點
        1.2.2 并聯(lián)機構的應用
    1.3 少自由度并聯(lián)機器人的分類
        1.3.1 三自由度并聯(lián)機構
        1.3.2 四自由度并聯(lián)機構
        1.3.3 五自由度并聯(lián)機構
    1.4 并聯(lián)機構的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 型綜合
        1.4.2 運動學分析
        1.4.3 動力學分析
        1.4.4 工作空間
        1.4.5 運動性能分析
    1.5 本課題研究的意義
    1.6 本課題研究的內(nèi)容
第2章 2-PRS/2-PSS并聯(lián)機器人運動學分析
    2.1 引言
    2.2 2-PRS/2-PSS機器人自由度分析
        2.2.1 2-PRS/2-PSS機器人構型描述
        2.2.2 自由度計算
        2.2.3 機構的輸出特性分析
    2.3 逆運動學分析
        2.3.1 位姿逆解分析
        2.3.2 速度分析
        2.3.3 加速度分析
    2.4 位姿正解
    2.5 運動學算例仿真
        2.5.1 數(shù)值仿真
        2.5.2 虛擬樣機仿真
        2.5.3 位置正解數(shù)值算例
    2.6 本章小結(jié)
第3章 2-PRS/2-PSS并聯(lián)機器人工作空間分析
    3.1 引言
    3.2 影響工作空間的因素
        3.2.1 連桿桿長限制
        3.2.2 運動副轉(zhuǎn)角限制
        3.2.3 連桿間的相互干涉
    3.3 工作空間分析
        3.3.1 位置工作空間求解
        3.3.2 姿態(tài)工作空間求解
        3.3.3 數(shù)值算例
    3.4 結(jié)構參數(shù)和導軌傾角對機器人工作空間的影響
        3.4.1 結(jié)構參數(shù)和導軌傾角對機器人位置工作空間的影響
        3.4.2 結(jié)構參數(shù)和導軌傾角對機器人姿態(tài)工作空間的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 2-PRS/2-PSS并聯(lián)機器人運動性能分析
    4.1 引言
    4.2 奇異性分析
        4.2.1 逆運動學奇異
        4.2.2 正運動學奇異
        4.2.3 混合奇異
    4.3 靈巧性分析
        4.3.1 速度雅可比矩陣
        4.3.2 性能指標
        4.3.3 算例分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3929911