并联六自由度平台位形奇异仿真及试验研究

发布时间：2022-08-02 18:49

　　兵器、航空、航天领域经常存在大型舱段精密装配对接工况,其对接精度要求高,对接舱段重量大、运动范围受限等条件使得承载舱段的六自由度平台的设计、控制难度极大,尤其在外部视觉、激光等位置测量装置和场地空间等条件限制下,六自由度平台通常难以保证始终处于非奇异工作空间。对于这类对接法兰面上包含大型凸起的舱段,舱段对接过程中必须沿指定方向作长轨迹运动,而这些长轨迹有可能接近或进入位形奇异区。本文围绕六自由度平台在固定姿态下位形奇异表达式,探讨以位形奇异为约束条件的长轨迹规划方法,通过仿真和试验展开研究,主要内容如下:针对航空领域典型舱段的结构特点,将凸出对接法兰面的结构转变为装配工艺中的约束条件,研究大型舱段对接精密装配的工艺方法,用解析表达式分段描述装配路线,将装配工艺转变为调姿机构的运动轨迹和姿态约束。相对于单纯的六自由度平台运动学建模,本文将待装配舱段与六自由度平台结合起来建立统一的运动学模型,研究待装配舱段与六自由度平台之间相对姿态对运动学反解的影响,在运动学反解算法中将待装配舱段与固定舱段之间的相对运动转变成六自由度平台的多缸运动量,为六自由度平台的轨迹控制提供方法。相对于单纯的六自由度... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 并联机构的起源和发展
    1.2 并联机构应用进展
        1.2.1 运动模拟器
        1.2.2 并联数控机床
        1.2.3 微动机器人机构
    1.3 并联机器人的机构学研究
        1.3.1 位形奇异研究
        1.3.2 工作空间分析研究概述
    1.4 基于并联机构的自动装配技术进展
    1.5 论文选题的意义和主要研究内容
第二章 六自由度平台自动装配工艺分析
    2.1 引言
    2.2 装配对象特点分析
    2.3 自动避障装配工序
    2.4 装配轨迹数学描述
        2.4.1 数学建模
        2.4.2 装配轨迹仿真
    2.5 本章小结
第三章 六自由度平台运动学分析
    3.1 引言
    3.2 坐标系建立
        3.2.1 建立移动舱与动平台的关系
        3.2.2 建立移动舱与上铰点的关系
    3.3 运动学建模
        3.3.1 动平台与定平台之间的位姿变换
        3.3.2 移动舱与定平台之间的位姿变换
        3.3.3 移动舱运动量与定平台之间的关系
    3.4 运动学反解
    3.5 本章小结
第四章 六自由度平台位形奇异分析
    4.1 引言
    4.2 基本理论
        4.2.1 判别机构的位形奇异
        4.2.2 机构奇异时的瞬时运动螺旋
    4.3 固定姿态位置奇异
    4.4 典型位形奇异仿真
        4.4.1 Fitcher奇异
        4.4.2 Hunt奇异
    4.5 固定姿态的位置奇异仿真
    4.6 本章小结
第五章 基于六自由度平台的自动装配试验
    5.1 引言
    5.2 自动装配试验系统
    5.3 自动装配试验设计
    5.4 装配轨迹试验验证
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文、专利和荣誉
致谢



本文编号：3669054