少自由度并联机床工作空间及运动性能的研究

发布时间：2017-12-09 21:11

  本文关键词：少自由度并联机床工作空间及运动性能的研究

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【摘要】：并联机床具有很多优点，如刚度大、响应迅速快、精度较高、技术要求较高和对环境要求不高等，它已成为机床发展的一个重要分支。我国关于并联机床的理论研究取得了一定的研究成果，但与国外相比，整体上还存在很大差距。制约着并联机床发展的比较重要的因素之一为其工作空间相对较小，所以分析工作空间内的运动性能和优化结构参数使工作空间变大，这些都有利于并联机床的发展。 本文研究的是3-TPT并联机床，利用并联机构的位置逆解方程及约束机构的正解方程和逆解方程，搜索出该并联机床的工作空间，考虑结构参数对工作空间产生的影响和工作空间内机床的运动性能。提出有效工作空间的概念，并对机床的一些结构参数进行优化，使机床的有效工作空间体积有所增大。具体内容如下： （1）根据并联机床的结构特点建立相应的坐标系，推导出并联机构的位置逆解方程、约束机构的正解方程和逆解方程、输入输出的速度及加速度之间的关系及雅克比矩阵。 （2）采用数值法求解工作空间，并分析了结构参数中杆长、约束机构参数及固定铰链点的位置对工作空间的影响。采用可操作度指标对工作空间的奇异性问题进行分析，采用雅克比矩阵的条件数对工作空间内的运动灵巧性进行分析。工作空间、可操作度和雅克比矩阵条件数均采用MATLAB进行仿真分析。 （3）提出本机床的有效工作空间，并以有效工作空间的体积最大为目标对结构参数中杆长、约束机构、铰链点位置进行优化，使有效工作空间变大。 （4）采用间接测量的方法测出实际工作空间，与理论工作空间进行比较，通过分析说明理论研究的正确性。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG65

【参考文献】

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本文编号：1271858