一种可重构混联机构的设计与分析

发布时间：2020-05-15 03:01

【摘要】：随着产品的快速更新换代,柔性制造系统被应用在多种工业领域。可重构并联机器人不仅具有并联机构的优点,高精度、高刚度和载荷大等特点,而且机构具有多种工作模式,可以适用于柔性制造系统。另外,可重构并联机构的重构功能使得该类型机构可以选择不同的轨迹,从而降低驱动器的驱动力/驱动力矩,避免机构的奇异位型。因此本文设计了一种可重构混联机构,并进行了详细的运动学和动力学分析。本文首先设计了单自由度的重构平台,根据螺旋理论分析了多闭环单自由度过约束并联机构和多闭环多自由度过约束并联机构的多种过约束类型,以得到满足功能的构型。在此基础上,设计了一种含有三个移动自由度和两个转动自由度的混联机器人。通过闭环矢量方程,建立了该机构的逆运动学和正运动学模型,并用数学方程表征该机构奇异位姿的表达式。借助于该机构的运动学逆解和空间搜索算法,绘制了该机构的可达工作空间的图谱,随后分析了该混联机构的灵巧度和静刚度指标,并定量地分析不同杆件参数以及重构参数对这些性能的影响。接着以可达工作空间和静刚度为目标,在给定的范围内选择较为合适的杆件参数。之后应用虚功原理,假定所有杆件的质量都集中分布在质心,建立了该机构输入力与外部载荷之间的映射关系,并用一个动平台沿Z轴移动的案例求解驱动器和末端执行器的运动与力的变化情况。基于该机构的重构功能,设计了一条三个移动驱动和重构驱动交替作用的轨迹,并获得了相应的计算结果。在重构驱动锁定的情况下,给定动平台转动运动,分析了三个驱动关节的变化。
【图文】：

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【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH112

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

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本文编号：2664366