一种新型3-RPUR并联机构的运动学分析及仿真研究

发布时间：2020-04-08 10:00

【摘要】： 空间少自由度并联机器人机构和传统的六自由度并联机器人机构相比,具有结构简单,设计、制造和控制的成本都相对较低的特点。特别是具有分支完全相同的、结构对称、具有各向同性的对称少自由度并联机构更具应用潜力。本文在全面分析国内外空间三自由度并联机器人研究与应用发展状况的基础上,对三维移动3-RPUR并联机构模型进行理论分析。 首先,论文分析了3-RPUR并联机构模型的结构特点,并计算了机构的自由度,接着采取一种基于反螺旋及其相关性概念判别空间并联机构输入合理性的原理,判别了初始位置时输入选取的正确性,随后利用Klein映射原理对任意位形下主动输入选取的合理性进行了判别。 其次,论文建立了机构数学模型(即约束方程),利用常规解析法求出了机构的位置反解,然后利用连续法求出了机构的位置正解。再次,利用虚拟机构法求解了机构在特定位姿下的一阶影响系数矩阵,并建立了机构的速度输入输出方程,绘制了机构动平台在不同方向匀速运动时,三个移动驱动副的速度变化规律曲线,接着建立了机构二阶影响系数矩阵,并对加速度进行了分析。 随后,论文基于等效杆长的约束条件用极限边界数值搜索算法对该机构的理想工作空间进行了分析,并利用Matlab绘制了机构在给定参数下的工作空间图形,然后通过数据分析得出关于转角约束对工作空间产生影响的规律,最后分析了该机构在工作空间内和工作空间外的奇异位形。 最后以Solidworks为平台,对机构进行了运动学仿真。实现了前面的研究工作的可视化。
【图文】：

展的历史就是生产力发展的历史。各种生产过程的机械化和自动技术发展的总趋势。并联机器人(Parallel Robot)一般是指与具有串工业机器人(Series Manipulator)相对的具有并联结构的机器人操rallel Manipulator)，其机械结构实质是一个空间并联机构(Spatial Pachanism)。并联机器人具有结构刚度大、承载能力高、运动精度好逆解简单和方便力反馈控制等许多串连机器人所没有的优点，近已成为机器人研究领域的主要热点之一。 并联机器人机构的应用与研究现状由于没有关节误差的累积，并联机器人往往被认为是高精度的机器并联机器人一般在高精度高刚度的领域应用。在一些需要高精度或者高速度而无须很大工作空间的应用领域，并联机器人机构越人们的青睐。图 1-1 为燕山大学研制的中国第一个并联机器人——并联机器人样机，，图 1-2 为新推出的新型五自由度并联机床。总体将并联机构的应用分成以下几块：

展的历史就是生产力发展的历史。各种生产过程的机械化和自动技术发展的总趋势。并联机器人(Parallel Robot)一般是指与具有串工业机器人(Series Manipulator)相对的具有并联结构的机器人操rallel Manipulator)，其机械结构实质是一个空间并联机构(Spatial Pachanism)。并联机器人具有结构刚度大、承载能力高、运动精度好逆解简单和方便力反馈控制等许多串连机器人所没有的优点，近已成为机器人研究领域的主要热点之一。 并联机器人机构的应用与研究现状由于没有关节误差的累积，并联机器人往往被认为是高精度的机器并联机器人一般在高精度高刚度的领域应用。在一些需要高精度或者高速度而无须很大工作空间的应用领域，并联机器人机构越人们的青睐。图 1-1 为燕山大学研制的中国第一个并联机器人——并联机器人样机，图 1-2 为新推出的新型五自由度并联机床。总体将并联机构的应用分成以下几块：
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH112;TH113.22

【引证文献】

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本文编号：2619210