多转动中心二自由度平面机构的研究

发布时间：2023-04-05 13:36

　　近年来,并联机构的研究受到国内外学者的广泛关注,在并联机构领域中,二自由度平面并联机构有较好的工作空间和灵活度,易于控制,平面并联机构可应用于医疗、喷漆等方面,将平面机构进行组合,组合后的机构可应用到蛇形机器人的设计中,蛇形机器人可以在恶劣的环境下工作,进行检测、搜索、侦查等工作,本文提出了一类多转动中心二自由度平面机构,对机构进行深入分析,并设计出多种具有相同运动性质的机构。提出一类二自由度平面并联机构,深入分析了该机构的结构特点和运动学特性,该机构具有绕平面一定区域内的定点发生连续转动和沿机构对称线的垂线发生移动两个自由度,在结构上该机构具有对称性,通过几何关系,证明了该机构的连续运动特性,分析了该机构的位置正反解,对该机构的工作空间进行了分析。通过对机构的结构特点和运动方式进行分析,得出该平面并联机构具有一转一移运动的本质条件,即在机构运动过程中连接机架和末端执行器的支链与中间平面的夹角始终相等,通过运动副替换和几何方法,设计出了多种的有相同运动性质的新构型;证明了机构一次等效转动特性,并对该机构的一次等效转动、连续移动和连续转动进行运动规划,给出了数值算例对机构的运动学正反解和...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
    1.2 并联机构的起源和发展
    1.3 并联机构的研究现状
        1.3.1 少自由度并联机构的研究现状
        1.3.2 折叠缩放机构的研究现状
    1.4 平面并联机构的研究概述
    1.5 课题研究内容
第2章 二自由度平面机构的运动学分析
    2.1 多转动中心二自由度平面机构
    2.2 平面机构自由度分析
    2.3 二自由度平面机构运动特性证明
        2.3.1 平面机构的连续移动特性
        2.3.2 平面机构的连续转动特性
    2.4 运动学正反解
        2.4.1 运动学反解
        2.4.2 运动学正解
    2.5 平面机构工作空间分析
    2.6 本章小结
第3章 二自由度平面机构的构型设计
    3.1 平面机构的构型设计原则
    3.2 上下两部分对称的构型设计
    3.3 上下两部分不对称的构型设计
    3.4 基于齿轮副的平面机构构型设计
        3.4.1 基于双侧齿轮副的构型设计
        3.4.2 基于单侧齿轮副的构型设计
    3.5 基于三自由度平面子链的构型设计
        3.5.1 上下两部分对称的构型设计
        3.5.2 基于子链和齿轮副的构型设计
        3.5.3 上下两部分不对称的构型设计
    3.6 本章小结
第4章 平面机构的运动规划与样机实验
    4.1 二自由度平面机构的一次等效转动特性
        4.1.1 平面机构一次等效转动运动规划
        4.1.2 平面机构一次等效转动数值算例
    4.2 平面机构的运动规划
        4.2.1 平面机构的连续移动规划
        4.2.2 平面机构的连续转动规划
    4.3 数值算例
        4.3.1 连续转动数值算例
        4.3.2 连续移动数值算例
    4.4 平面机构样机设计
        4.4.1 机械结构总体方案设计
        4.4.2 零部件设计
        4.4.3 中间移动副设计
        4.4.4 机架和驱动杆设计
        4.4.5 驱动部件设计
    4.5 二自由度平面机构样机实验研究
        4.5.1 控制系统
        4.5.2 运动实验
    4.6 本章小结
第5章 基于平面机构的可展开机构设计
    5.1 二自由度可展开机构
        5.1.1 二自由度可展开机构的构型设计
        5.1.2 基于齿轮副的可展开机构构型设计
    5.2 可展开机构的工作空间分析
    5.3 多自由度可展开机构
        5.3.1 机械结构总体方案设计与选型
        5.3.2 蛇形机器人运动规划
    5.4 蛇形机器人样机运动控制
        5.4.1 样机控制系统
        5.4.2 蛇形机器人样机运动的展示
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3783508