空间3自由度并联机构运动学研究

发布时间：2021-01-20 05:58

　　空间三自由度并联机构在机器人、机床、航空航天、机械加工及装配等工业领域有着广泛的应用,本文主要从以下几个方面进行了深入的研究:从机构运动副约束导出动平台位置和姿态参数之间的耦合关系,给出了描述机构位形的独立参数。将具有四面体结构的动平台等效地处理成一个平面三角形,大大减少了约束方程中未知数的个数,降低了位置正解求解的难度,得到机构位置的解析表示。针对动平台位置和姿态参数互不独立的特点,提出确定工作空间的准则,得到工作空间边界的解析表达式,导出了工作空间形状、位置和大小与机构结构参数的关系,这对机构的综合及动态性能优化是很有用处的。采用球坐标计算工作空间的体积,分析了关节结构约束对工作空间大小的影响。用运动螺旋描述由运动关节连接的构件之间的相对运动,利用反螺旋的性质,得到分支运动螺旋系的反螺旋,它代表了分支对动平台的结构约束力。进而将机构发生奇异的条件转化为分析动平台运动螺旋系和约束螺旋系线性相关的条件,自然地将机构的奇异位形划分为运动学奇异和约束奇异,给出了两种奇异对机构性能影响的物理本质,并导出奇异位形的解析表达式。实例给出了奇异位形在工作空间的分布特征和对工作空间的分割状况。将动平... 

【文章来源】：西安工程大学陕西省

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

空间3由度并联机构结构简图

( )2 2 2B Bb cαsβcγ sαsγ zb sαsβsγ + + ( +)( ) ( 22 23 3 3,B Bcαcγ yL x y bcβsγ x b sbcβsγ x + + + + + i主动关节转角，定义为i iA B 与相应坐标平面的夹 移动关节变量，定义为i iA B 的长度正解正解即是已知主动关节转角1θ 、2θ 、3θ ，求解动平求解一组非线性方程组。如果直接以动平台的位置要在位置方程中引入式(2.1)～式(2.3)，这会导致化求解过程，将动平台等效地处理成一个平面三用于确定C点的位置），法向量可由1 2 3B → B → B。机构可以等效地看成如图 2–2 的型式，这比图 2

图 2-3 位置正解所得的机构形态图 2-4 机构整体型态6.2 位置反解机构位置反解如果给定的是姿态参数α、 β 、 γ ，由式(2.1)～式(2.3)求动平台参考

【参考文献】：
期刊论文
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[2]空间单环RPSC机构的运动和奇异分析[J]. 陈子明,黄坤,刘晓檬,张扬,黄真.  机械工程学报. 2016(13)
[3]并联机构运动干涉的判别方法[J]. 魏宏波,鲁开讲.  机械设计. 2015(11)
[4]2-UPR-RPU并联机构奇异分析[J]. 柴馨雪,项济南,李秦川.  机械工程学报. 2015(13)
[5]球面并联机构的结构降耦及其位置正解求解[J]. 尹洪波,沈惠平,邓嘉鸣,杨廷力.  机械科学与技术. 2015(01)
[6]基于拟Newton法的并联机构位置正解[J]. 耿明超,赵铁石,王唱,陈宇航,何勇.  机械工程学报. 2015(09)
[7]一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数及Sylvester结式方法[J]. 张忠海,李端玲.  北京理工大学学报. 2014(03)
[8]两种三自由度并联角台机构的转动空间分析[J]. 陈子明,陈谊超,杨凤霞,黄真.  机械工程学报. 2014(05)
[9]基于拓扑结构分析的求解6-SPS并联机构位置正解的研究[J]. 沈惠平,尹洪波,王振,黄涛,李菊,邓嘉鸣,杨廷力.  机械工程学报. 2013(21)
[10]一种四自由度并联机构的性能指标分析[J]. 季晔,刘宏昭,原大宁,王庚祥.  中国机械工程. 2012(03)

博士论文
[1]机构运动分析的几何代数新方法研究[D]. 张忠海.北京邮电大学 2014

硕士论文
[1]空间3-RPRU并联机构综合与运动分析的计算机辅助几何法[D]. 孙春彦.燕山大学 2004
[2]新型五自由度并联机床的运动学设计及工作空间分析[D]. 田小静.燕山大学 2003



本文编号：2988515