三自由度并联机构正解及试验平台控制方法研究

发布时间：2020-07-27 10:00

【摘要】：三自由度并联机构是并联机构中很重要的一个分支,是一类很有工业应用前景的新型并联机器人机构,但其应用研究和综合研究目前还很不充分。求并联机构反解相对容易,但是求其正解的难度很大,目前国内外在这一方面的研究也进行的很少,基于正解基础上对机构进行的运动学的分析研究也还很不够,目前也还缺少一个能构进行这方面研究的试验装置。 本文选择了两种典型的三自由度并联机构,对这些机构的位置正解和运动学进行了分析,推导出了能反应这些机构运动学特性的一阶运动影响系数,建立了这些机构的正解方程。对这些复杂方程的解法进行了分析,通过运用Matlab 软件编制的程序,可以很直接的得到在给定输入位置或运动条件下机构正解的数值解。本文中对三自由度并联机构的分析方法,对于其它类型的三自由度并联机构的正解及运动学分析也都提供了很好的思路,为这类机构在试验应用中的设计工作提供了依据,为三自由度并联机构更广泛的在生产实践中的应用打下了良好的基础。 在理论分析的基础上,本文对用于三自由度并联机构试验和研究的试验台进行了设计,从试验台的结构和控制硬件、控制软件等各个方面实现了多种三自由度并联机构在该试验台上的拼接,并能通过计算机对该试验台上所拼接的各种机构的进行运动的控制,为深入进行三自由度并联机构的研究提供了很好的平台。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH112.1
【图文】：

置正解方程机构的上平台上的三个支撑点为等边三角形动副形成的支点也组成一个正三角形，设其接固定下平台和运动上平台的三个分支。定坐标系的坐标原点，OA1为固定坐标系 X 法则垂直于固定下平台平面向上，建立固形 p1p2p3的外接圆的圆心 p 作为运动坐标系 轴，其 y 轴平行于 p2p3，由右手法则，z 轴－xyz。坐标系建立的具体情况见图 2-1。

3 三自由度并联机构运动自由度并联机构的位置正解，是进行这一类机构的研究中，机构的运动学研究是一个很析都需要从运动学研究入手，如机构的特殊、机构末端件的灵活性、各向同性及可操作种类型的三自由度并联机构位置正解的基础运动学性能，推导出了该类型机构的一阶运与并联机构的尺寸和形位参数有关而与运动个参数，通过一阶运动影响系数的建立，使间呈显式表达式关系，使得该机构的运动分S 机构的运动学分析速度的求解

4 正解问题的数值解法由前文对 3-RPS 以及 3-RRR 两种三自由度并联机构位置正解问题的分析可看由于三自由度并联机构结构的复杂性决定了其位置正解的数学模型是复杂的非方程组，难于用一般的方法求解。而通过第 3 章对这两种机构的运动学分析可以看三自由度并联机构的位置正解是进行机构的运动学分析的基础，在位置正解的基才能进行更进一步的研究。因此，有必要对这两种机构的位置正解的数学模型进法研究。对于复杂的非线性方程组的求解，目前一般采用数值的方法，即通过一定的算利用计算机进行方程组的求解，得到方程组的数值解。如果采用直接消元法，即消成一个变量的单个方程，还会出现大量增根及数值不稳定型，因此不考虑采用法求解。数值解法的基本过程如下图所示：

【引证文献】

相关硕士学位论文 前5条

1 黄朋涛;平面三自由度柔顺微定位平台结构与设计研究[D];山东理工大学;2012年

2 汤春;风洞实验运动模拟平台的构型优化和控制研究[D];扬州大学;2011年

3 李士佩;五自由度模拟运动平台的构型及控制研究[D];扬州大学;2012年

4 潘璇;三自由度汽车运动模拟平台的设计与研究[D];西南交通大学;2013年

5 陈家钊;视觉无铅锡膏印刷设备印刷精度与标定研究[D];华南理工大学;2013年

本文编号：2771690