少自由度过约束并联机构研究

发布时间：2017-05-07 16:17

  本文关键词：少自由度过约束并联机构研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文设计一种两转一移(2R1T)三自由度并联机构2-RPU/SPR,基于螺旋理论对其两条转动轴线的性质进行详尽的分析,分析结果表明该机构具有两条连续转动轴线。采用旋转变换公式,由动平台绕两条连续转动轴线转动的角度得到动平台的位姿,然后根据机构的杆长约束条件,求解得到分支杆杆长与机构动平台位姿之间的关系表达式,并采用Adams仿真软件对其进行运动学仿真。同时,分析类似的三个两转一移并联机构运动学,而并联机构2-RPU/SPR优越于其他三个机构,该机构具有运动学分析简单的特点,对以后的参数标定也非常方便,故具有很好的应用前景。运用位置反解的逆思想求解位置正解,则可以求出位置正解解析式,并采用Adams仿真软件对其进行仿真验证。基于典型6-SPS机构和本论文提出的机构,运用Matlab软件数值求解出多组实数解,再采用Adams验证正解多解原因,不同样条曲线驱动使杆长达到一致,造成动平台位姿不同,得出机构位置正解多解的原因。机构位置分析对机构的运动学标定和轨迹规划有着重要的意义。采用螺旋理论法对这四种机构进行静力学数学建模,求解驱动力与等效约束力;采用虚功原理理论法对这四种机构进行动力学数学建模,求解驱动力与约束力/矩。改机构的动力学和静力学具有简单的数学模型,在四个机构的动平台上施加一个六维外力,编程后求得等效约束力和驱动力,深层次分析机构的突出性,在动平台上施加一个随着时间变化的六维外力,求得等效约束力和驱动力,分析机构2-RPU/SPR的运动副等效约束力和驱动力变化波动性。在软件Adams中建立四个机构的线条模型,仿真得出机构的约束力/矩和驱动力,验证机构的理论数学模型和仿真模型的一致性和正确性,分析并联机构2-RPU/SPR相对其他三个机构的优越性。
【关键词】：两转一移并联机构 连续转轴 静力学 动力学 位置分析
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题的研究背景和意义11-13
• 1.1.1 课题的来源11
• 1.1.2 课题研究背景11-12
• 1.1.3 课题的意义12-13
• 1.2 并联机构国内外研究现状13-16
• 1.3 研究并联机构的知识理论根源16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-18
• 1.5 论文创新点18-19
• 第2章 过约束两转一移并联机构运动学分析19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 2-RPU/SPR并联机构自由度及转轴分析19-29
• 2.2.1 并联机构初始位置下的转轴分析20-22
• 2.2.2 动平台绕定平台Y轴转动后的转轴分析22-24
• 2.2.3 动平台绕动平台x轴转动后转轴分析24-27
• 2.2.4 动平台绕定平台Y轴和动平台x轴转轴转动后的转轴分析27-29
• 2.3 2-UPR/SPR并联机构自由度分析29-31
• 2.4 2-UPR/RPS并联机构自由度分析31-33
• 2.5 2-RPU/RPS并联机构自由度分析33-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 过约束并联机构位置正反解分析36-53
• 3.1 引言36-37
• 3.1.1 机构位置理论知识介绍36-37
• 3.2 2-RPU/SPR并联机构位置分析37-43
• 3.2.1 2-RPU/SPR并联机构位置反解分析37-39
• 3.2.2 并联机构位置反解仿真验证39-40
• 3.2.3 2-RPU/SPR并联机构位置正解分析40-41
• 3.2.4 并联机构位置正解仿真验证41-43
• 3.3 2-UPR/SPR并联机构位置分析43-45
• 3.3.1 2-UPR/SPR并联机构位置反解分析43-44
• 3.3.2 2-UPR/SPR并联机构位置正解分析44-45
• 3.4 2-RPU/RPS并联机构位置反解分析45-47
• 3.5 2-UPR/RPS并联机构位置反解分析47-49
• 3.6 并联机构正解多解的研究49-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第4章 少自由度过约束并联机构静力学分析53-63
• 4.1 引言53-54
• 4.1.1 基础知识介绍53-54
• 4.2 2-RPU/SPR并联机构静力学分析54-55
• 4.3 2-UPR/SPR并联机构静力学分析55-57
• 4.4 2-RPU/RPS并联机构静力学分析57-59
• 4.5 2-UPR/RPS并联机构静力学分析59-60
• 4.6 基于Matlab四个并联机构静力学比较60-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第5章 少自由度过约束并联机构动力学分析63-75
• 5.1 引言63
• 5.2 机构动力学分析63-68
• 5.2.1 动力学分析理论知识63-65
• 5.2.2 分支速度、加速度模型及速度映射计算65-66
• 5.2.3 含约束力的动力学数学模型66-68
• 5.3 2-RPU/SPR并联机构动力学分析68-69
• 5.4 2-UPR/SPR并联机构动力学分析69-70
• 5.5 2-RPU/RPS并联机构动力学分析70-71
• 5.6 2-UPR/RPS并联机构动力学分析71-73
• 5.7 基于Matlab和Adams四个并联机构动力学比较73-74
• 5.8 本章小结74-75
• 结论与展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 作者简介80
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：350205