新型三平移并联机构结构参数优化的研究

发布时间：2021-07-28 21:43

　　三维平动并联机器人机构具有速度高、刚度大、精度高、动力性能好、驱动元件少、造价低和结构紧凑等优点,有良好的应用前景,特别是分支相同、结构对称、具有各向同性的对称三维平动并联机器人更具应用潜力,受到国内外学者的广泛关注。本文主要对新型三平移3-RCR并联机构的结构参数优化进行了深入的研究。第一,对3-RCR并联机构结构约束特征、位置解、奇异位形、工作空间进行了系统研究,为后面的参数优化提供了一定的理论依据。第二,分析了机构结构参数对工作空间及运动性能的影响,分别以工作空间、灵巧度以及两者的综合作为优化目标,采用遗传算法运用MATLAB遗传算法工具箱对结构参数进行了优化设计,通过优化前后数据和图谱的对比分析验证了优化结果的可行性,为物理样机的设计提供了合理的依据。第三,对3-RCR并联机构在平面雕刻机上的应用进行了有意义的探讨,借助于计算机辅助设计软件设计了虚拟样机,并通过雕刻汉字“中国”进行仿真分析,验证了该应用的可行性。通过以上的分析和研究,对3-RCR并联机构的结构性能和运动学性能有了具体而深入的了解,并基于工作空间和灵巧度对机构结构参数进行了优化设计,得到了使机构性能更优的结构参数... 

【文章来源】：山东理工大学山东省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

遗传算法工具箱图形用户界面GUI例如:单击“Population”参数选项，种群窗格展开来，可以逐一设置其中的参数项，如populationtype(种群类型)、populationsize(种群尺度)、ereationfunetion(创建函数)、Initialpopulation(初始种群)、InitialSeoreS(初始得

硕丁1学位论文第三章3一RCR三平移并联机构运动学分析图3一13一RCR并联机构结构简图图3一23一RCR并联机构实体模型3.2.2机构自由度分析根据螺旋理论[34]，机构的所有运动副均可用运动螺旋表示。并联机构每条支链中的运动副经运动螺旋表示后，可构成一分支螺旋系。在求得所有分支螺旋系的约束螺旋后，通过分析即可确定动平台受到的约束类型和数目，进而可确定动平台的自由度。图3一1中每个支链的4个运动副(圆柱副看成一个转动副和一个移动副)构成一个分支螺旋系，建立坐标系AI一XYZ，则支链AIBICI对应的分支螺旋系为:S， =(000;100) s:=(100;0热cZ)凡 =(000;100)凡 =(100;O戈叭)(3一l)式(3一1)中，乓，cZ

?宦畚牡谒恼?一RCR并联机构奇异位形与工作空间分析图4一7工作空间三维立体图山图4一4一4一6可以看出3一RCR并联机构工作空间关于X轴对称，工作空间内没有空洞。图4一4所示垂直Z轴截面的工作空间是类似正三角形的图形，这与并联机构构型特点正好相符。图4一5所示垂直Y轴的各截面工作空间形状变化很大，在Y=173.Zmm处的截面是中间截面，此截面面积最大，另外两个截面曲线是边界位置的截面曲线。图4一6所示，由于坐标系建立位置和工作空间形状的原因，垂直于X轴的各截面上的工作空间不对称和不够规整，其中在X=Omm处的截面是中间截面

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3308703