2-UPR-2-RPU冗余驱动并联机器人设计
本文选题：冗余驱动并联机构 + 位置分析 ； 参考：《浙江理工大学》2017年硕士论文
【摘要】：本文主要以2-UPR-2-RPU冗余驱动并联机构为研究对象,对该冗余驱动机构进行了分析研究,并进行了实体样机的设计制作。主要涵盖了以下几点内容:建立冗余驱动并联机构的三维模型,采用矢量法对该冗余驱动并联机构进行位置正反解推导分析,利用MATLAB工具辅助计算。得出该机构的反解和正解。该机构反解具有唯一性,正解则有多组,通过杆件条件以及位置条件来限制正解的个数。采用螺旋理论的运动/力传递性能指标LTI对2-UPR-2-RPU冗余驱动并联机构进行参数优化。同时定义了一个无量纲的比值,该比值反应了静平台和动平台半径的比例变化,通过这个比值绘出比值变化图得到静平台和动平台最佳的比例。之后通过约束杆长以及限定好转角的范围,利用搜索法在MATLAB软件中得到该冗余驱动并联机构的工作空间。利用SolidWorks软件建立简单的冗余驱动并联机构的三维模型,然后建立适当的坐标模型。通过单一的数值解算例和螺旋线运动轨迹来验证机构的正反解的正确性。将2-UPR-2-RPR冗余驱动并联机构中的零部件导入到ABAQUS中,施加载荷约束等,对关键零部件进行静力分析,最终得到该零部件的刚度和强度符合要求。对2-UPR-2-RPR冗余驱动并联机构的机械部分进行设计,根据基本技术参数,确定其总体布局,对伺服电机、滚珠丝杆、轴承、直线导轨等主要标准件进行选型。最终完成了2-UPR-2-RPU冗余驱动并联机构样机。本文研究有助于冗余驱动并联机构在搅拌摩擦焊方面的应用。
[Abstract]:In this paper, the 2-UPR-2-RPU redundant drive parallel mechanism is taken as the research object, the redundant drive mechanism is analyzed and studied, and the design and manufacture of the entity prototype are carried out. The main contents are as follows: establish the 3D model of redundant drive parallel mechanism, use vector method to deduce and analyze the position of the redundant drive parallel mechanism, and use MATLAB tool to assist calculation. The inverse solution and positive solution of the mechanism are obtained. The inverse solution of the mechanism is unique, while the positive solution has many groups. The number of positive solutions is limited by the member condition and position condition. The kinematic / force transfer performance index (LTI) of helical theory is used to optimize the parameters of 2-UPR-2-RPU redundant drive parallel mechanism. At the same time, a dimensionless ratio is defined, which reflects the proportional variation of the radius between the static platform and the moving platform. The optimum ratio between the static platform and the moving platform is obtained by the ratio diagram. Then the workspace of the redundant drive parallel mechanism is obtained by using the search method in MATLAB software by restricting the length of the rod and limiting the range of the good rotation angle. A simple 3D model of redundant drive parallel mechanism is built by using SolidWorks software, and an appropriate coordinate model is established. The correctness of the forward and negative solutions of the mechanism is verified by a single numerical example and spiral trajectory. The components of the 2-UPR-2-RPR redundant drive parallel mechanism are imported into the ABAQUS, and the load constraints are applied to analyze the key parts. Finally, the stiffness and strength of the components meet the requirements. The mechanical part of 2-UPR-2-RPR redundant drive parallel mechanism is designed. According to the basic technical parameters, the overall layout is determined. The main standard parts such as servo motor, ball wire rod, bearing, linear guide rail and so on are selected. Finally, the prototype of 2-UPR-2-RPU redundant drive parallel mechanism is finished. This paper studies the application of redundant parallel mechanism in friction stir welding.
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH112;TG439.8
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，本文编号：1946562
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