气动六自由度并联平台的设计与特性分析

发布时间：2017-11-05 03:18

  本文关键词：气动六自由度并联平台的设计与特性分析

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【摘要】：六自由度并联机构由于刚度大、精度高、承载能力强等优点，成为机器人研究的热点方向。虽然目前六自由度并联机构得到了广泛应用，但是主要都是基于液压、电机两种驱动方式，而对气压驱动方式并联平台特性的研究工作相对滞后。 本文则对气压驱动式六自由度并联平台进行研究。首先对平台进行运动学、动力学分析。针对气动系统及并联机构特性，重点研究了气动平台固有频率、工作空间、灵巧度与平台结构参数之间关系，并据此对平台结构参数进行优选。 利用Simulink建立气动位置伺服系统非线性仿真模型，得到动力机构输出特性曲线；在ADAMS中建立平台动力学模型，研究了平台各向自由度运动时各气缸负载轨迹的差异性，分析了平台大范围运动时平台的负载能力；最后利用联合仿真技术建立气动六自由度平台气动-机械仿真模型，验证气动六自由度平台的可行性。 为了对气动并联平台进一步研究，搭建了气动六自由度试验台，完成了平台机械结构、气动控制系统及电控系统的设计、安装、调试工作。电控系统采用Simulink/xPC-target上下位机方案，分析了该电控系统下的实时性问题，采用非线性跟踪微分器有效地解决了磁栅尺测速难的问题。 最后通过实验研究气动平台频域特性、时域特性及耦合特性。根据气动系统阻尼小的特征采用了动压反馈策略，，针对平台侧向刚度低导致系统谐振的特点采用了速度反馈，应用震颤补偿改善了试验平台低速性能差的缺点，并在轨迹跟踪实验中，实现了较好的控制效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH138

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本文编号：1142381