新型可重构机构式并联机床的设计与动力学分析
发布时间：2021-12-09 04:14
新型可重构机构式并联机床是以新型六自由度可重构并联机构为基础构成的并联机床,具有6个自由度,定平台和动平台之间只有三条支链,这大大减少了支链之间的干涉。相比较于传统2的串联机床和一般的并联机床,新型可重构机构式并联机床除了具有良好承载能力,良好的刚度外,其工作空间相对而言更大,动态性能更好,灵活度高,适应性更强。新型可重构机构式并联机床具有可重构的特点,其并联平台的三条支链均可实现移动副和转动副之间的灵活转换,从而实现各种构型,以适应不同的工作环境。本文以新型可重构机构式并联机床为研究对象,对其进行运动学和动力学研究。首先以新型六自由度可重构并联机构为基础设计了一种新型可重构机构式并联机床,该并联机床具有3-UPS、2-UPS-URS、2-URS-UPS和3-URS四个构型,本文运用D-H参数法对并联机床进行了运动学反解分析,得到了该并联机床的位置反解方程,并进行了数值仿真计算,为后面进行工作空间分析和动力学分析奠定基础。然后在运动学反解分析的基础上,分析并联机床的各个约束条件,运用极坐标搜索法对新型可重构机构式并联机床进行各个构型下的工作空间的对比分析,为该并联机床能够实现工程应用提...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３新型可重构机构式并联机床机构間图??Ｆｉｇ．?２－３?Ａ?ｎｅｗ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｐａｒａｌｌｅｌ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｔｏｏｌ??１５??
转动副的轴线作为坐标轴ｚ，２的方向，以第二转动副的轴线和支链中间转副的轴线的法线??方向为心轴的方向（即心垂直于Ａ和ｚ，２），兄３的方向由右手定制确定。各个坐标系??如图２－５所示。??ｒ??Ｖ?ｘｌ２??＜??／ｊ＇２??图２－５?ＵＲＳ支链的Ｄ－Ｈ参数坐标系统??Ｆｉｇ．?２－５?Ｄ－Ｈ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ＵＲＳ?ｂｒａｎｃｈ?ｃｈａｉｎ??根据所建立的坐标系，得到ＵＲＳ支链的Ｄ－Ｈ参数，参数如表２－１所示。??表２－２?ＵＲＳ支链的Ｄ－Ｈ参数??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｄ－Ｈ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ＵＲＳ?ｂｒａｎｃｈ?ｃｈａｉｎ??关节?／?ｃｉｔ?ｄｔ?ｏｒ，?６ｔ??１?０?０?－ｎｊｌ??２?０?０?－７ｒ／２?Ｇ２??３?０?０?ｎ／２?Ｏｙ??４?０?０?Ｔｃｊｌ?０Ａ??５?０?０?ｎ／２?０５??６?０?０?ｎ／２?６ｂ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]3-PPR并联机构动力学建模与分析[J]. 谢志江,吴小勇,张军,庞智,孙琦. 机械传动. 2017(05)
[2]对称两转一移3-UPU并联机构的动力学分析[J]. 陈子明,刘晓檬,张扬,黄坤,黄真. 机械工程学报. 2017(21)
[3]考虑关节摩擦的3SPS+1PS并联机构显式动力学建模研究[J]. 山显雷,程刚. 机械工程学报. 2017(01)
[4]可控5R平面并联机构构型重构设计与实验研究[J]. 侯志利,武文革,李瑞琴,秦慧斌,赵建文. 机械传动. 2016(09)
[5]4自由度并联机构刚体动力学模型[J]. 贾凯凯,梅江平,刘松涛,田二勋. 机械工程学报. 2016(13)
[6]柔顺并联机器人动力学及轨迹跟踪[J]. 田浩,余跃庆. 机械工程学报. 2016(13)
[7]6-PTRT并联机器人的位置正解研究[J]. 徐靖,邓子龙,郑东志. 机械传动. 2015(07)
[8]基于运动限定机构的可重构并联机构设计[J]. 叶伟,方跃法,郭盛,温如凤. 机械工程学报. 2015(13)
[9]基于牛顿—欧拉法的4-UPS-RPS机构刚体动力学分析[J]. 陈修龙,王成硕. 计算机集成制造系统. 2014(07)
[10]考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学分析[J]. 王庚祥,刘宏昭. 机械工程学报. 2015(01)
博士论文
[1]变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D]. 张克涛.北京交通大学 2010
[2]三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D]. 郭建烨.东北大学 2009
硕士论文
[1]新型六自由度可重构并联机构设计与应用研究[D]. 李屹豪.广西大学 2017
[2]少自由度过约束并联机构研究[D]. 周莎莎.河北工程大学 2015
[3]二自由度并联机床结构性能分析[D]. 杨浩.东北大学 2012
[4]含适应性驱动支链的六自由度并联机构的性能分析与优化[D]. 张扬.哈尔滨工业大学 2011
[5]6PUS-UPS并联机床动力学性能分析与研究[D]. 李聪.燕山大学 2011
[6]6-UPU型并联机床数控系统研究与设计[D]. 孙哲.山东理工大学 2011
[7]Stewart机构的误差建模与参数标定方法研究[D]. 李凌云.燕山大学 2006
[8]5-UPS/PRPU并联机床的冗余驱动研究[D]. 郑仁成.燕山大学 2006
本文编号：3529899
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３新型可重构机构式并联机床机构間图??Ｆｉｇ．?２－３?Ａ?ｎｅｗ?ｔｙｐｅ?ｏｆ?ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｐａｒａｌｌｅｌ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｔｏｏｌ??１５??
转动副的轴线作为坐标轴ｚ，２的方向，以第二转动副的轴线和支链中间转副的轴线的法线??方向为心轴的方向（即心垂直于Ａ和ｚ，２），兄３的方向由右手定制确定。各个坐标系??如图２－５所示。??ｒ??Ｖ?ｘｌ２??＜??／ｊ＇２??图２－５?ＵＲＳ支链的Ｄ－Ｈ参数坐标系统??Ｆｉｇ．?２－５?Ｄ－Ｈ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ＵＲＳ?ｂｒａｎｃｈ?ｃｈａｉｎ??根据所建立的坐标系，得到ＵＲＳ支链的Ｄ－Ｈ参数，参数如表２－１所示。??表２－２?ＵＲＳ支链的Ｄ－Ｈ参数??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｄ－Ｈ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ＵＲＳ?ｂｒａｎｃｈ?ｃｈａｉｎ??关节?／?ｃｉｔ?ｄｔ?ｏｒ，?６ｔ??１?０?０?－ｎｊｌ??２?０?０?－７ｒ／２?Ｇ２??３?０?０?ｎ／２?Ｏｙ??４?０?０?Ｔｃｊｌ?０Ａ??５?０?０?ｎ／２?０５??６?０?０?ｎ／２?６ｂ
＞Ｄ?（３－１１）??ＵＰＳ和ＵＲＳ支链的结构简图分别如图３－１和图３－２所示。??＼?＼??＼?Ｘ??图３－１?ＵＰＳ支链简图?图３－２ＵＲＳ支链简图??Ｆｉｇ．?３－１?ＵＰＳ?ｂｒａｎｃｈｅｄ?ｃｈａｉｎ?ｄｉａｇｒａｍ?Ｆｉｇ．?３－２?ＵＲＳ?ｂｒａｎｃｈｅｄ?ｃｈａｉｎ?ｄｉａｇｒａｍ??新型可重构机构式并联机床的定平台和动平台之间的驱动支链的运动副足可以在??移动副和转动副之间进行灵活的变换的，当驱动支链处于ＵＰＳ构型时，设：：Ｄ由度复??合铰链和三自由度复合铰链屮心点的最小距离为当驱动支链处于ＵＲＳ构型时，设??３５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]3-PPR并联机构动力学建模与分析[J]. 谢志江,吴小勇,张军,庞智,孙琦. 机械传动. 2017(05)
[2]对称两转一移3-UPU并联机构的动力学分析[J]. 陈子明,刘晓檬,张扬,黄坤,黄真. 机械工程学报. 2017(21)
[3]考虑关节摩擦的3SPS+1PS并联机构显式动力学建模研究[J]. 山显雷,程刚. 机械工程学报. 2017(01)
[4]可控5R平面并联机构构型重构设计与实验研究[J]. 侯志利,武文革,李瑞琴,秦慧斌,赵建文. 机械传动. 2016(09)
[5]4自由度并联机构刚体动力学模型[J]. 贾凯凯,梅江平,刘松涛,田二勋. 机械工程学报. 2016(13)
[6]柔顺并联机器人动力学及轨迹跟踪[J]. 田浩,余跃庆. 机械工程学报. 2016(13)
[7]6-PTRT并联机器人的位置正解研究[J]. 徐靖,邓子龙,郑东志. 机械传动. 2015(07)
[8]基于运动限定机构的可重构并联机构设计[J]. 叶伟,方跃法,郭盛,温如凤. 机械工程学报. 2015(13)
[9]基于牛顿—欧拉法的4-UPS-RPS机构刚体动力学分析[J]. 陈修龙,王成硕. 计算机集成制造系统. 2014(07)
[10]考虑球面副间隙的4-SPS/CU并联机构动力学分析[J]. 王庚祥,刘宏昭. 机械工程学报. 2015(01)
博士论文
[1]变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D]. 张克涛.北京交通大学 2010
[2]三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D]. 郭建烨.东北大学 2009
硕士论文
[1]新型六自由度可重构并联机构设计与应用研究[D]. 李屹豪.广西大学 2017
[2]少自由度过约束并联机构研究[D]. 周莎莎.河北工程大学 2015
[3]二自由度并联机床结构性能分析[D]. 杨浩.东北大学 2012
[4]含适应性驱动支链的六自由度并联机构的性能分析与优化[D]. 张扬.哈尔滨工业大学 2011
[5]6PUS-UPS并联机床动力学性能分析与研究[D]. 李聪.燕山大学 2011
[6]6-UPU型并联机床数控系统研究与设计[D]. 孙哲.山东理工大学 2011
[7]Stewart机构的误差建模与参数标定方法研究[D]. 李凌云.燕山大学 2006
[8]5-UPS/PRPU并联机床的冗余驱动研究[D]. 郑仁成.燕山大学 2006
本文编号：3529899
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