基于螺旋理论的2PRS/2PUS并联工作台奇异性分析
发布时间：2021-03-21 16:08
并联机构具有精度高、刚度大、承载能力强、结构紧凑等一系列优点,在工程实际中得到了广泛的应用。但是并联机构存在丰富的奇异位形问题,这个问题一直是阻碍其进一步推广的症结。本文以一种可以应用于并联机床工作台的2PRS/2PUS并联机构作为研究对象,应用螺旋理论对机构进行了自由度分析、位置正反解分析、工作空间分析、以及奇异性分析,并针对奇异性分析的结果提出了三种改善奇异性的方法。首先应用螺旋理论获得了机构的具体运动形式,结合机构的运动特点选用合理的运动参数进行机构数学模型表达,得到了机构的位置正逆解,并通过SimMechanics对机构进行运动学仿真,发现了其中存在的奇异性现象。而后通过运动学方程得出了雅克比矩阵,使用Matlab进行雅克比矩阵行列式数值求解,根据Gosselin分类方法得出了机构的奇异位形,使用螺旋理论解释了机构发生奇异的原因,并提出一种利用机构约束螺旋矩阵代替传统雅克比矩阵来寻找机构奇异性的方法。最后提出了三种改善奇异性的方法来改善机构的奇异性,结果显示,这些方法都能在一定程度上改善机构的奇异性。
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图I-I并联娱乐装置
燕山大学的黄真等人ｆｓ＇ｓｉ是研究并联机构的开拓者之一。９０年代Ｗ??来，Ｌ乂燕山大学、天津大学为代表的一大化研究单位对并联机构展开了深入的研??究。??目前，并联机构的理论研究方向主要有结构学研究、运动学研究、动力学研??究レ乂及控制方法研究。??１、结构学是并联机构理论与应用的基础，其研究内容主要有结构分析与结??构综合。结构分析是指给定具体结构后，分析构件与运动副的数量，计算白由度，??确定自由度的类型。而结构综合则是根据特定的功能要求来设计机构的构型，确??定构件与运动副的数量１＾乂及连接方式。??结构学的主要研究方法主要有：??（ｌ）Ｇｒｕｂｌｅｒ－Ｋｕｔｚｂａｃｈ自由度计算么式法，这是一种传统的分析及综合方法，??对于传统串联机构很适用，但是在分析多闭环的并联机构时，容易得出错误的结??
燕山大学的黄真等人ｆｓ＇ｓｉ是研究并联机构的开拓者之一。９０年代Ｗ??来，Ｌ乂燕山大学、天津大学为代表的一大化研究单位对并联机构展开了深入的研??究。??目前，并联机构的理论研究方向主要有结构学研究、运动学研究、动力学研??究レ乂及控制方法研究。??１、结构学是并联机构理论与应用的基础，其研究内容主要有结构分析与结??构综合。结构分析是指给定具体结构后，分析构件与运动副的数量，计算白由度，??确定自由度的类型。而结构综合则是根据特定的功能要求来设计机构的构型，确??定构件与运动副的数量１＾乂及连接方式。??结构学的主要研究方法主要有：??（ｌ）Ｇｒｕｂｌｅｒ－Ｋｕｔｚｂａｃｈ自由度计算么式法，这是一种传统的分析及综合方法，??对于传统串联机构很适用，但是在分析多闭环的并联机构时，容易得出错误的结??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-PRS并联机构工作空间求解的SimMechanics实现[J]. 郝亮亮,李虹,李瑞琴. 机械设计与制造. 2016(11)
[2]并联机构的发展及应用领域的概述[J]. 贾雨璇,谢哲东. 农业与技术. 2016(07)
[3]2（3-RPS）并串运动平台的奇异性分析[J]. 梁辉,李伟,赵宇,胡同帅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]基于SimMechanics的新型3UPU-UPS并联机器人仿真研究[J]. 赵元,毕长飞. 机床与液压. 2015(23)
[5]三自由度并联机构性能分析与优化[J]. 张晓菊,张春友,吴晓强,于立波. 机床与液压. 2015(21)
[6]3-PRRS六自由度并联机构奇异位形研究[J]. 杜晴晴,郭宗和,郭前建. 机床与液压. 2015(15)
[7]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)
[8]一种新型并联式解耦踝关节康复机构及其优化[J]. 曾达幸,胡志涛,侯雨雷,苏永林. 机械工程学报. 2015(09)
[9]基于螺旋理论的2-P4RRR并联机构奇异性分析[J]. 张建军,王晓慧,马俊杰,李为民. 河北工业大学学报. 2014(01)
[10]一种新型虚拟中心并联机构的误差灵敏度分析[J]. 谢福贵,刘辛军,陈禹臻. 机械工程学报. 2013(17)
硕士论文
[1]五轴五支链并联机床数控系统的软硬件设计[D]. 李颖.河北工业大学 2005
本文编号：3093158
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图I-I并联娱乐装置
燕山大学的黄真等人ｆｓ＇ｓｉ是研究并联机构的开拓者之一。９０年代Ｗ??来，Ｌ乂燕山大学、天津大学为代表的一大化研究单位对并联机构展开了深入的研??究。??目前，并联机构的理论研究方向主要有结构学研究、运动学研究、动力学研??究レ乂及控制方法研究。??１、结构学是并联机构理论与应用的基础，其研究内容主要有结构分析与结??构综合。结构分析是指给定具体结构后，分析构件与运动副的数量，计算白由度，??确定自由度的类型。而结构综合则是根据特定的功能要求来设计机构的构型，确??定构件与运动副的数量１＾乂及连接方式。??结构学的主要研究方法主要有：??（ｌ）Ｇｒｕｂｌｅｒ－Ｋｕｔｚｂａｃｈ自由度计算么式法，这是一种传统的分析及综合方法，??对于传统串联机构很适用，但是在分析多闭环的并联机构时，容易得出错误的结??
燕山大学的黄真等人ｆｓ＇ｓｉ是研究并联机构的开拓者之一。９０年代Ｗ??来，Ｌ乂燕山大学、天津大学为代表的一大化研究单位对并联机构展开了深入的研??究。??目前，并联机构的理论研究方向主要有结构学研究、运动学研究、动力学研??究レ乂及控制方法研究。??１、结构学是并联机构理论与应用的基础，其研究内容主要有结构分析与结??构综合。结构分析是指给定具体结构后，分析构件与运动副的数量，计算白由度，??确定自由度的类型。而结构综合则是根据特定的功能要求来设计机构的构型，确??定构件与运动副的数量１＾乂及连接方式。??结构学的主要研究方法主要有：??（ｌ）Ｇｒｕｂｌｅｒ－Ｋｕｔｚｂａｃｈ自由度计算么式法，这是一种传统的分析及综合方法，??对于传统串联机构很适用，但是在分析多闭环的并联机构时，容易得出错误的结??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-PRS并联机构工作空间求解的SimMechanics实现[J]. 郝亮亮,李虹,李瑞琴. 机械设计与制造. 2016(11)
[2]并联机构的发展及应用领域的概述[J]. 贾雨璇,谢哲东. 农业与技术. 2016(07)
[3]2（3-RPS）并串运动平台的奇异性分析[J]. 梁辉,李伟,赵宇,胡同帅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]基于SimMechanics的新型3UPU-UPS并联机器人仿真研究[J]. 赵元,毕长飞. 机床与液压. 2015(23)
[5]三自由度并联机构性能分析与优化[J]. 张晓菊,张春友,吴晓强,于立波. 机床与液压. 2015(21)
[6]3-PRRS六自由度并联机构奇异位形研究[J]. 杜晴晴,郭宗和,郭前建. 机床与液压. 2015(15)
[7]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)
[8]一种新型并联式解耦踝关节康复机构及其优化[J]. 曾达幸,胡志涛,侯雨雷,苏永林. 机械工程学报. 2015(09)
[9]基于螺旋理论的2-P4RRR并联机构奇异性分析[J]. 张建军,王晓慧,马俊杰,李为民. 河北工业大学学报. 2014(01)
[10]一种新型虚拟中心并联机构的误差灵敏度分析[J]. 谢福贵,刘辛军,陈禹臻. 机械工程学报. 2013(17)
硕士论文
[1]五轴五支链并联机床数控系统的软硬件设计[D]. 李颖.河北工业大学 2005
本文编号：3093158
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