恒定雅可比矩阵并联机构的构型综合
发布时间：2021-01-08 12:39
并联机构的雅可比矩阵表示了操作空间与关节空间之间速度与力的传递关系,是并联机构性能分析与评价的基础。一般而言,对于大多数并联机构,其雅可比矩阵会随着机构位姿的变化而变化,机构的运动和力等各项性能参数也会随之变化。倘若并联机构的雅可比矩阵在工作空间各位置姿态下均能始终保持恒定,则机构运动与力等各参数的输入输出间映射关系将维持不变,这将不仅为机构的分析与设计带来诸多便利,而且对提高并联机构的控制精度有着重要意义。基于此,本课题将开展对具有恒定雅可比矩阵特性的并联机构进行相关研究。主要研究内容如下:首先,讨论了主运动螺旋和恒传递螺旋的关系。给出了移动并联机构的雅可比矩阵保持恒定的判定准则;基于传递螺旋和动平台自由度性质,对转动并联机构和混合运动并联机构进行分类,并给出了其雅可比矩阵保持恒定的判定准则。其次,介绍了恒定雅可比矩阵并联机构的构型综合原理,即首先给出了恒定雅可比矩阵并联机构的分支构型综合流程,然后,基于综合出的各类分支对此类机构进行构建,得到了雅可比矩阵恒定的并联机构的分支构成。再次,基于约束螺旋综合理论和恒定雅可比并联机构判定理论,首次系统地综合了满足恒定雅可比矩阵判定理论的分支...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Gwinnett提出的并联娱乐装置
是由两条或两条以上的开环运动支链连接动、静平台，以并联方式驱动动平台的两个或者两个以上自由度的一种闭环机构。当机构的各个支链结构相同时，称为对称并联机构，反之，则称为非对称并联机构[1]。19 世纪初叶，法国学者 Cauchy[2]针对与并联机构有关的一些基础理论问题做了初步研究。1928 年，美国学者 Gwinnett[3]发明了一种娱乐装置，并于 1931 年投入应用(如图 1-1)。该装置实质是球面并联机构。国内外机构学学者普遍认为该娱乐装置是并联机构第一次与实际应用结合的典型范例。1934 年，美国工程师 Pollard[4]提出了一种用于汽车喷漆的并联机构(如图 1-2)，实现了并联机构首次用于工业生产的突破。为了研究飞机在着陆时轮胎的受力这一难题，1947 年，英国工程师 Gough[5]发明了一种新型六自由度并联机构，如图 1-3 所示。该装置通过任意改变轮胎的位置和方向来检测轮胎的受力，并于 1954 年交付 Dunlop 工厂正式投入使用(如图 1-4)。1965年，英国工程师 Stewart[6]进一步研究了该空间六自由度机构，发明了飞行模拟器运动仿真平台，如图 1-5 所示。
燕山大学工程硕士学位论文MacCallion 和 Pham[8]教授首次利用 Stewart 机构应用于机器人操作器和装配机器人随后，Stewart 机构逐渐成为国际机器人学研究的热点之一，被应用到步行机器人机器人手腕等领域。现在，“Stewart Platform”不仅是机构学领域里空间六自由度联机构的代名词，也是目前实际应用最广的并联机构之一。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3自由度转动广义解耦并联机构构型综合[J]. 曾达幸,王华明,樊明洲,王娟娟,侯雨雷. 机械工程学报. 2017(03)
[2]完全各向同性解耦2T2R型并联机器人构型综合[J]. 曹毅,秦友蕾,陈海,葛姝翌,周辉. 哈尔滨工业大学学报. 2016(07)
[3]完全各向同性解耦3T1R型并联机器人构型综合[J]. 曹毅,秦友蕾,陈海,刘凯,周辉. 上海交通大学学报. 2016(05)
[4]无耦合完全各向同性1T1R并联机器人机构构型综合[J]. 陈海,曹毅,秦友蕾. 中国机械工程. 2016(05)
[5]基于支链驱动理论的解耦球面转动并联机构型综合[J]. 张帆,张丹. 农业机械学报. 2011(11)
[6]一种新型四自由度并联平台机构及其位置分析[J]. 赵铁石,黄真. 机械科学与技术. 2000(06)
[7]欠秩空间并联机器人输入选取的理论与应用[J]. 赵铁石,黄真. 机械工程学报. 2000(10)
[8]串并联微动机构的运动学分析[J]. 毕树生,王守杰,宗光华. 机器人. 1997(04)
[9]压电陶瓷驱动并联微动机器人的研究[J]. 孙立宁,安辉,蔡鹤皋. 高技术通讯. 1997(03)
博士论文
[1]少自由度无奇异完全各向同性并联机构型综合理论研究[D]. 张彦斌.西安理工大学 2008
本文编号：2964611
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Gwinnett提出的并联娱乐装置
是由两条或两条以上的开环运动支链连接动、静平台，以并联方式驱动动平台的两个或者两个以上自由度的一种闭环机构。当机构的各个支链结构相同时，称为对称并联机构，反之，则称为非对称并联机构[1]。19 世纪初叶，法国学者 Cauchy[2]针对与并联机构有关的一些基础理论问题做了初步研究。1928 年，美国学者 Gwinnett[3]发明了一种娱乐装置，并于 1931 年投入应用(如图 1-1)。该装置实质是球面并联机构。国内外机构学学者普遍认为该娱乐装置是并联机构第一次与实际应用结合的典型范例。1934 年，美国工程师 Pollard[4]提出了一种用于汽车喷漆的并联机构(如图 1-2)，实现了并联机构首次用于工业生产的突破。为了研究飞机在着陆时轮胎的受力这一难题，1947 年，英国工程师 Gough[5]发明了一种新型六自由度并联机构，如图 1-3 所示。该装置通过任意改变轮胎的位置和方向来检测轮胎的受力，并于 1954 年交付 Dunlop 工厂正式投入使用(如图 1-4)。1965年，英国工程师 Stewart[6]进一步研究了该空间六自由度机构，发明了飞行模拟器运动仿真平台，如图 1-5 所示。
燕山大学工程硕士学位论文MacCallion 和 Pham[8]教授首次利用 Stewart 机构应用于机器人操作器和装配机器人随后，Stewart 机构逐渐成为国际机器人学研究的热点之一，被应用到步行机器人机器人手腕等领域。现在，“Stewart Platform”不仅是机构学领域里空间六自由度联机构的代名词，也是目前实际应用最广的并联机构之一。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3自由度转动广义解耦并联机构构型综合[J]. 曾达幸,王华明,樊明洲,王娟娟,侯雨雷. 机械工程学报. 2017(03)
[2]完全各向同性解耦2T2R型并联机器人构型综合[J]. 曹毅,秦友蕾,陈海,葛姝翌,周辉. 哈尔滨工业大学学报. 2016(07)
[3]完全各向同性解耦3T1R型并联机器人构型综合[J]. 曹毅,秦友蕾,陈海,刘凯,周辉. 上海交通大学学报. 2016(05)
[4]无耦合完全各向同性1T1R并联机器人机构构型综合[J]. 陈海,曹毅,秦友蕾. 中国机械工程. 2016(05)
[5]基于支链驱动理论的解耦球面转动并联机构型综合[J]. 张帆,张丹. 农业机械学报. 2011(11)
[6]一种新型四自由度并联平台机构及其位置分析[J]. 赵铁石,黄真. 机械科学与技术. 2000(06)
[7]欠秩空间并联机器人输入选取的理论与应用[J]. 赵铁石,黄真. 机械工程学报. 2000(10)
[8]串并联微动机构的运动学分析[J]. 毕树生,王守杰,宗光华. 机器人. 1997(04)
[9]压电陶瓷驱动并联微动机器人的研究[J]. 孙立宁,安辉,蔡鹤皋. 高技术通讯. 1997(03)
博士论文
[1]少自由度无奇异完全各向同性并联机构型综合理论研究[D]. 张彦斌.西安理工大学 2008
本文编号：2964611
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