并联驱动双向偏转工作台的设计与研究

发布时间：2020-06-12 07:03

【摘要】：随着对并联机构的深入研究,六自由度并联机构中有关控制、耦合及精度等方面的弊端也慢慢展现出来,越来越多的机构学研究者将重点移向了少自由度并联机构的研究。少自由度并联机构具有纯并联机构的优点,但其结构及控制更为简单,可与现有的串联机构联用,兼具并联与串联的优点。本课题研究的是一种二自由度的并联驱动双向偏转工作台,工作台由两个半径不同的半圆形驱动拱支撑,这两个驱动拱同圆心、正十字交错安装,每个驱动拱均有与之相适应的圆弧导轨副进行导向;电机置于底座上,电机通过其轴上安装的消隙齿轮来驱动与之啮合的两驱动拱,来实现工作台的运动,整个工作台可实现绕X、Y轴两个方向上各90度的偏转幅度。本课题主要做了以下几个方面的研究:(1)对并联驱动双向偏转工作台的结构进行了设计,依据设计所要求的工作台的尺寸规格、偏转角度、承载能力对工作台零部件进行了结构设计、选型和校核计算,并在CATIA软件中绘制出了三维模型,利用该三维模型对所设计的工作台结构进行了验证,验证结果表明该双向偏转工作台设计正确、结构可行。(2)对并联驱动双向偏转工作台进行了运动学分析,包括姿态、速度的正、逆解,然后在ADAMS软件中对逆解进行了仿真,结果表明与外驱动拱啮合的消隙齿轮的运动规律与工作台台面绕Y轴的运动规律呈线性关系,而与内驱动拱啮合的消隙齿轮的运动规律与工作台台面绕X轴的运动规律呈非线性关系。(3)对并联驱动双向偏转工作台进行了动力学分析,利用Lagrange方法求得了其广义力的显式解,并利用ADAMS软件对该工作台进行了动力学仿真分析,结果表明所选择的电机动力可靠,能满足双向偏转工作台工作动力的需求。(4)分析了该双向偏转工作台各结构部分的误差源,再基于误差独立作用原理对该双向偏转工作台的误差进行了分析、计算,综合其制造和装配误差,得到了该双向偏转工作台最终绕X、Y轴两个方向偏转时的偏转误差角度,结果表明整个双向偏转工作台绕X轴方向的综合极限偏转误差为1.42分,绕Y轴方向的综合极限偏转误差为3.84分,误差值很小,能适应一般机床工作台加工精度的要求,具有实际价值。
【图文】：

图 1-1 双向移动并联驱动工作台Fig.1-1 Two-way mobile parallel drive table. 所示为一双向移动并联驱动工作台，该工作台 X 向模组直线上平台在 Y 向托架的两个导轨副的导向下沿 X 轴移动，同，两个槽型托架驱动上平台在 X 向托架的两个导轨副的导个方向上托架同时驱动上平台时，即可完成 X 和 Y 方向的平图 1-2 二自由度球面并联机构Fig.1-2 Two-degree of freedom spherical parallel mechanism

度的并联机构构型图 1-1 双向移动并联驱动工作台Fig.1-1 Two-way mobile parallel drive table.为一双向移动并联驱动工作台，该工作台 X 向模组直台在 Y 向托架的两个导轨副的导向下沿 X 轴移动，，个槽型托架驱动上平台在 X 向托架的两个导轨副的上托架同时驱动上平台时，即可完成 X 和 Y 方向的
【学位授予单位】：陕西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH112

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本文编号：2709170