2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构运动学分析与优化设计
发布时间：2021-02-28 16:39
2R1T并联机构作为少自由度并联机构的重要分支,近年来一直都是并联机构学的研究热点。本文以新型三自由度2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构为研究对象,对其运动学、运动学性能方面进行了研究,并在优化结果基础上进行了尺度优化设计,最后设计了原理验证样机,主要研究工作如下:提出新型2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构并建立相应坐标系,运用螺旋理论分析了该机构的自由度。分析结果显示该机构拥有三个自由度,分别为绕机构定平台两U副连线与动平台两个U副连线的两个转动自由度,与一个沿着定平台中心点到动平台中心点连线的平动自由度。对该2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构进行了运动学位置分析。根据机构几何关系推导出了机构运动学逆解解析解,用数值法给出了一组运动学正解。分析结果显示机构位置正反解均具有唯一性。利用数值搜索法给出了2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构的整体工作空间三维图。并给出了具体的运动算例,验证了机构运动学位置分析与工作空间分析的正确性。通过对2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构运动学位置逆解的全微分,推导了机构的雅克比矩阵,并给出了机构的输入速度与输出速度之间的关系映射。基于机...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 课题研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 并联机构的发展及应用
1.2.2 冗余驱动并联机构的发展与应用
1.2.3 并联机构的理论研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 2-PRU-2-UPR机构的自由度分析
2.1 引言
2.2 机构说明
2.3 自由度分析
2.3.1 修正G-K公式
2.3.2 机构自由度分析
2.4 小结
第三章 2-PRU-2-UPR机构的位置与工作空间分析
3.1 引言
3.2 位置分析
3.2.1 位置逆解
3.2.2 运动学正解
3.3 工作空间分析
3.4 仿真算例
3.5 本章小结
第四章 2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构的速度与奇异性分析
4.1 引言
4.2 速度分析
4.3 奇异性分析
4.3.1 逆解奇异
4.3.2 正解奇异
4.3.3 混合奇异
4.4 本章小结
第五章 2-PRU-2-UPR机构性能分析与参数优化
5.1 引言
5.2 运动学性能指标
5.2.1 局部运动/力传递性能指标（LTI）
5.2.2 全局运动/力传递性能指标（GTI）
5.3 刚度分析
5.3.1 单一支链的刚度分析
5.3.2 整体刚度
5.4 参数优化
5.5 原理验证样机实验
5.5.1 样机结构设计
5.5.2 运动实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国制造2025》推动机器人发展[J]. 机器人技术与应用. 2015(03)
[2]6/6型Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态工作空间分析[J]. 曹毅,黄真,丁华锋,周辉. 机械工程学报. 2005(08)
[3]Stewart机构姿态奇异及姿态工作空间的研究[J]. 曹毅,黄真. 中国机械工程. 2005(12)
[4]5-UPS/PRPU 5自由度并联机床运动学分析[J]. 赵永生,郑魁敬,李秦川,田小静. 机械工程学报. 2004(02)
[5]少自由度并联机器人机构的型综合原理[J]. 黄真,李秦川. 中国科学E辑:技术科学. 2003(09)
[6]平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构设计[J]. 张立杰,刘辛军. 机械工程学报. 2002(12)
[7]采用冗余驱动提高并联机床精度的研究[J]. 韩先国,陈五一,郭卫东. 航空学报. 2002(05)
[8]并联机床——机床行业面临的机遇与挑战[J]. 汪劲松,黄田. 中国机械工程. 1999(10)
[9]并联机器人及其机构学理论[J]. 黄真. 燕山大学学报. 1998(01)
[10]VAMT1Y虚拟轴机床[J]. 汪劲松,段广洪,杨向东,朱铁君,赵广木,黄田. 制造技术与机床. 1998(02)
博士论文
[1]对称少自由度并联机器人型综合理论及新机型综合[D]. 李秦川.燕山大学 2003
硕士论文
[1]冗余驱动并联机构运动/力传递性能评价与优化设计[D]. 张宁斌.浙江理工大学 2016
本文编号：3056139
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 课题研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 并联机构的发展及应用
1.2.2 冗余驱动并联机构的发展与应用
1.2.3 并联机构的理论研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 2-PRU-2-UPR机构的自由度分析
2.1 引言
2.2 机构说明
2.3 自由度分析
2.3.1 修正G-K公式
2.3.2 机构自由度分析
2.4 小结
第三章 2-PRU-2-UPR机构的位置与工作空间分析
3.1 引言
3.2 位置分析
3.2.1 位置逆解
3.2.2 运动学正解
3.3 工作空间分析
3.4 仿真算例
3.5 本章小结
第四章 2-PRU-2-UPR冗余驱动并联机构的速度与奇异性分析
4.1 引言
4.2 速度分析
4.3 奇异性分析
4.3.1 逆解奇异
4.3.2 正解奇异
4.3.3 混合奇异
4.4 本章小结
第五章 2-PRU-2-UPR机构性能分析与参数优化
5.1 引言
5.2 运动学性能指标
5.2.1 局部运动/力传递性能指标（LTI）
5.2.2 全局运动/力传递性能指标（GTI）
5.3 刚度分析
5.3.1 单一支链的刚度分析
5.3.2 整体刚度
5.4 参数优化
5.5 原理验证样机实验
5.5.1 样机结构设计
5.5.2 运动实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国制造2025》推动机器人发展[J]. 机器人技术与应用. 2015(03)
[2]6/6型Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态工作空间分析[J]. 曹毅,黄真,丁华锋,周辉. 机械工程学报. 2005(08)
[3]Stewart机构姿态奇异及姿态工作空间的研究[J]. 曹毅,黄真. 中国机械工程. 2005(12)
[4]5-UPS/PRPU 5自由度并联机床运动学分析[J]. 赵永生,郑魁敬,李秦川,田小静. 机械工程学报. 2004(02)
[5]少自由度并联机器人机构的型综合原理[J]. 黄真,李秦川. 中国科学E辑:技术科学. 2003(09)
[6]平面2自由度驱动冗余并联机器人的机构设计[J]. 张立杰,刘辛军. 机械工程学报. 2002(12)
[7]采用冗余驱动提高并联机床精度的研究[J]. 韩先国,陈五一,郭卫东. 航空学报. 2002(05)
[8]并联机床——机床行业面临的机遇与挑战[J]. 汪劲松,黄田. 中国机械工程. 1999(10)
[9]并联机器人及其机构学理论[J]. 黄真. 燕山大学学报. 1998(01)
[10]VAMT1Y虚拟轴机床[J]. 汪劲松,段广洪,杨向东,朱铁君,赵广木,黄田. 制造技术与机床. 1998(02)
博士论文
[1]对称少自由度并联机器人型综合理论及新机型综合[D]. 李秦川.燕山大学 2003
硕士论文
[1]冗余驱动并联机构运动/力传递性能评价与优化设计[D]. 张宁斌.浙江理工大学 2016
本文编号：3056139
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3056139.html
