可变平台及可折叠3-UPU并联机构的研究

发布时间：2021-04-06 13:45

　　并联机构自其诞生以来已经过了多年的发展,衍生出6支链、5支链、4支链、3支链等多种类型的并联机构。在关于3支链并联机构的研究中,绝大多数文献都将机构的平台形状默认设置为正三角形,至于平台为任意三角形时会对机构的性能产生哪些影响则少有文献研究。针对这种现象,本文以3-UPU机构为例,对机构平台形状和大小发生改变之后对机构性能的影响进行了分析研究。提出了一种可变平台3-UPU并联机构,运用螺旋理论对机构的自由度进行了分析,根据约束力线矢分布情况得出机构的自由度性质为两转一移,并运用空间解析几何方法对该自由度性质的全周性进行了证明;推导出了机构平台改变且自由度性质不变的平台变形方法。分情况分析了机构平台改变对机构工作空间的影响,总结出了平台改变对机构工作空间的影响规律,并根据规律提出了两种增大机构工作空间的平台变形方法。分别基于Hervé和Bricard这两种过约束机构设计了平面和空间两种平台变形辅助装置,使3-UPU机构只通过两个自由度就可以实现平台大小的任意改变,从而增大机构的工作空间。对三重对称Bricard机构的特性进行了分析,通过D-H法得到了机构完全展开后的形状与机构参数之间的关... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

大疆Ronin-S手持云台

图 1-1 大疆 Ronin-S 手持云台 图 1-2 大疆 Ronin-MX 三轴云台1.2 研究现状1.2.1 可变平台并联机构的研究现状在本文中，可变平台并联机构是指机构支链和自由度性质不变的情况下，能够实现平台大小和形状改变的并联机构，属于可重构机构的一种，但并不是所有的可重构机构都符合本文所定义的可变平台机构。比如 Dai[3]提出的变胞机构，由于其一定会改变机构的自由度性质[4]，所以不在本文的研究范围内。Kong[5, 6]所综合出的一系列多模式并联机构虽然不改变机构的支链，但是通过改变机构运动副轴线交点等方式，使机构的自由度性质发生了改变，也不符合本文所定义的可变平台机构，如文献[7]中提出的一种多模式并联机构，通过一个基于 Bricard 机构的可变动平台，改变机构支链与动平台相连接的转动副轴线交点位置，使机构的自由度在三平移与三

- 3 -图 1-3 多模式并联机构外，由于机构运动副布置的原因，使得机构本身并没有固定形状平台如 3-PRS 机构等等，也不在本文的讨论范围内。管按照本文对可变平台并联机构的定义可以排除属于以上几种类型的构，但本文所定义的可变平台并联机构仍然是一个比较宽松的概念，着不同的研究目的所做的各种研究都可以归类到本文所定义的研究范究者的研究目的为类别，对这些研究进行分类阐述。) 出于对冗余并联机构性质分析的研究目的。余并联机构可以分为驱动冗余和运动冗余两种类型[8]。驱动冗余是指机于机构的自由度数；运动冗余是指机构的自由度数大于机构的驱动数ohamed[9]通过将传统并联机构的动平台替换为可变动平台的方法设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]具有缩放平台的串并联蠕动机构[J]. 李锐明,姚燕安.  机械工程学报. 2016(23)
[2]一种无伴随运动的对称两转一移并联机构[J]. 陈子明,张扬,黄坤,黄真.  机械工程学报. 2016(03)
[3]6-UPRRUS折叠式并联机构及其动力学模型[J]. 耿明超,赵铁石,赵飞,潘秋月.  中国机械工程. 2015(04)
[4]一种新型四自由度并联机构设计与分析[J]. 房海蓉,陈江红.  北京交通大学学报. 2011(04)
[5]变胞机构的研究综述与展望[J]. 李端玲,张忠海,戴建生,张克涛.  机械工程学报. 2010(13)
[6]运动副布置对3-SPR并联机构工作空间的影响分析[J]. 石岩,路懿.  燕山大学学报. 2008(04)

博士论文
[1]支链布局对一类三自由度并联机构结构约束及运动学性能的影响研究[D]. 李彬.天津大学 2012

硕士论文
[1]支链布局对Delta并联机构运动学与动力学性能的影响研究[D]. 王诗雨.天津理工大学 2016
[2]基于4R连杆机构与URU支链并联机构的多模式移动机器人的研究[D]. 王洁羽.北京交通大学 2015



本文编号：3121545