發(fā)布時間：2017-07-25 21:38

  本文關(guān)鍵詞：空間六自由度位姿調(diào)整平臺運動性能研究

  更多相關(guān)文章： 六自由度 位置正逆解 運動學(xué)仿真 工作空間 靈巧度

【摘要】：基于光學(xué)模塊的精密裝校流程,為滿足模塊在精密裝校過程中空間六自由度姿態(tài)調(diào)整,本文設(shè)計了一種用于裝校的空間六自由度位姿調(diào)整平臺。結(jié)合串、并聯(lián)機器人的自身特點,提出了由兩種少自由度并聯(lián)機器人(3-SPS/PU水平調(diào)整機構(gòu)與3-PPR平面調(diào)整機構(gòu))串聯(lián)組成的混聯(lián)式空間六自由度位姿調(diào)整平臺。根據(jù)光學(xué)模塊精密裝校技術(shù)要求,在滿足其功能要求的前提下,對空間六自由度位姿調(diào)整平臺進(jìn)行了運動性能的研究。主要內(nèi)容如下:依據(jù)精密裝校技術(shù)要求,分解出所需實現(xiàn)的六個位姿調(diào)整功能,提出了由水平調(diào)整機構(gòu)與平面調(diào)整機構(gòu)上下串聯(lián)的機械結(jié)構(gòu),采用幾何作圖法直觀地描述了各自的工作模式。利用螺旋理論分析計算其自由度,為運動學(xué)分析奠定基礎(chǔ)。根據(jù)坐標(biāo)變換理論,采用解析法對水平調(diào)整機構(gòu)位置逆解進(jìn)行求解,應(yīng)用牛頓迭代法編程計算其位置正解,迭代運算結(jié)果的精度滿足精密裝校要求;針對結(jié)構(gòu)較為特殊的平面調(diào)整機構(gòu),利用解析法分別求解其位置正、逆解。使用ADAMS進(jìn)行運動學(xué)仿真分析,將仿真結(jié)果同MATLAB計算結(jié)果進(jìn)行比對,以此驗證運動學(xué)數(shù)學(xué)模型的正確性。對水平調(diào)整機構(gòu)與平面調(diào)整機構(gòu)工作空間的約束條件進(jìn)行系統(tǒng)分析,采用數(shù)值積分法,編寫MATLAB程序,繪制可達(dá)工作空間性能圖譜。分析工作空間隨位姿參數(shù)的變化規(guī)律,得到各自由度的運動極值;研究該機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對工作空間的影響規(guī)律,其結(jié)果對機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化有一定參考價值。在已建立的水平調(diào)整機構(gòu)與平面調(diào)整機構(gòu)位置逆解數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,求解機構(gòu)的雅克比矩陣。選擇全域條件指標(biāo)對機構(gòu)整體靈巧度進(jìn)行評價,繪制其性能圖譜并分析機構(gòu)靈巧度隨機械結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：六自由度 位置正逆解 運動學(xué)仿真 工作空間 靈巧度
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題來源與背景8-9
• 1.2 并聯(lián)機構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)研究現(xiàn)狀13
• 1.4 并聯(lián)機構(gòu)工作空間研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5 并聯(lián)機構(gòu)靈巧度研究現(xiàn)狀14-15
• 1.6 論文研究內(nèi)容15-17
• 2 空間位姿調(diào)整平臺結(jié)構(gòu)與自由度分析17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 空間位姿調(diào)整平臺功能分析17-18
• 2.3 空間位姿調(diào)整平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計18-23
• 2.3.1 水平調(diào)整機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計19-21
• 2.3.2 平面調(diào)整機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計21-23
• 2.4 空間位姿調(diào)整平臺自由度分析23-28
• 2.4.1 螺旋理論基礎(chǔ)23-25
• 2.4.2 水平調(diào)整機構(gòu)自由度分析25-27
• 2.4.3 平面調(diào)整機構(gòu)自由度分析27-28
• 2.5 本章小節(jié)28-29
• 3 空間位姿調(diào)整平臺運動學(xué)分析29-46
• 3.1 引言29
• 3.2 坐標(biāo)變換基礎(chǔ)29-33
• 3.2.1 剛體位姿的描述29
• 3.2.2 坐標(biāo)變換29-33
• 3.3 水平調(diào)整機構(gòu)運動學(xué)分析33-39
• 3.3.1 水平調(diào)整機構(gòu)位置逆解33-35
• 3.3.2 水平調(diào)整機構(gòu)位置正解35-37
• 3.3.3 水平調(diào)整機構(gòu)運動學(xué)仿真37-39
• 3.4 平面調(diào)整機構(gòu)運動學(xué)分析39-44
• 3.4.1 平面調(diào)整機構(gòu)位置逆解39-41
• 3.4.2 平面調(diào)整機構(gòu)位置正解41-42
• 3.4.3 平面調(diào)整機構(gòu)運動學(xué)仿真42-44
• 3.5 本章小節(jié)44-46
• 4 空間位姿調(diào)整平臺工作空間分析46-59
• 4.1 引言46
• 4.2 工作空間分析基礎(chǔ)46-48
• 4.2.1 工作空間的分類46-47
• 4.2.2 水平調(diào)整機構(gòu)工作空間約束條件47
• 4.2.3 平面調(diào)整機構(gòu)工作空間約束條件47-48
• 4.3 可達(dá)工作空間求解及分析48-53
• 4.3.1 水平調(diào)整機構(gòu)可達(dá)工作空間求解及分析49-51
• 4.3.2 平面調(diào)整機構(gòu)可達(dá)工作空間求解及分析51-53
• 4.4 機械結(jié)構(gòu)尺寸對工作空間的影響53-57
• 4.4.1 水平調(diào)整機構(gòu)機械結(jié)構(gòu)尺寸對工作空間的影響53-55
• 4.4.2 平面調(diào)整機構(gòu)機械結(jié)構(gòu)尺寸對工作空間的影響55-57
• 4.5 本章小節(jié)57-59
• 5 空間位姿調(diào)整平臺靈巧性分析59-67
• 5.1 引言59
• 5.2 雅克比矩陣的求解59-61
• 5.2.1 水平調(diào)整機構(gòu)的雅克比矩陣59-60
• 5.2.2 平面調(diào)整機構(gòu)的雅克比矩陣60-61
• 5.3 機構(gòu)的靈巧度和各向同性度61-63
• 5.4 全域條件指標(biāo)分析63-66
• 5.4.1 水平調(diào)整機構(gòu)的全域條件指標(biāo)分析63-64
• 5.4.2 平面調(diào)整機構(gòu)的全域條件指標(biāo)分析64-66
• 5.5 本章小節(jié)66-67
• 6 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67
• 6.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72

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