3支链6自由度并联结构力/力矩反馈装置的关键技术研究

发布时间：2020-12-06 07:17

　　力/力矩反馈装置在虚拟现实、遥视控制、主从手和远程手术等领域的应用越来越多,力/力矩反馈装置的种类、结构也是多种多样。本文提出一种 3 支链 6 自由度的并联结构力/力矩反馈装置,并对其并联运动机构进行了系统的分析。 论文首先对机构进行运动学分析,利用解析法得到了机构的位置正反解方程,并进行了数值验证,进一步推导出反映机构运动学传递特性的雅可比矩阵。解析的正解方程有助于提高机构实时控制的快速性,这是评价力/力矩反馈装置的一个重要指标。 其次在对机构运动学分析的基础上,利用机构的雅可比矩阵和运动学反解方程对机构的奇异位形、工作空间和灵活度进行分析。利用解析法找出机构发生边界奇异时运动平台的位姿和机构的结构尺寸参数的关系;发现机构上下平台外接圆半径的差和移动副杆长的关系对机构可达工作空间大小和形状的影响;在给定的工作空间中,绘制出机构灵活性评价指标的值,总结了机构灵活性的变化规律。以上的分析对于机构的进一步分析和尺寸设计提供了理论基础。 最后结合上述的分析,给定机构合理的尺寸参数,利用基于 VC 的OpenGL 图形库对机构进行运动学仿真。 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Phantom机构

3图 1-4 EXOS 力反馈主手 图 1-5 Kraft KMC-9100 控制器Fig.1-4 EXOS Force ArmMASTER Fig.1-5 the Kraft-9100 ControllerEXOS 力反馈主手(EXOS Force ArmMASTE)[6]如图 1-4 所示，该手臂重 10kg，肩关节处的力矩为 6.3N-m，肘关节处为 1.6RN-m，前臂处为.38N-m。MartinMarietta/Kraft 制造的 KraftKMC-9100 力反馈手控制器[7]图 1-5 所示，有 6 个自由度并且它能反馈最高达 22.25N 的力，它在运学上与人的手臂是相似的，用于飞行遥控机器人服务车(FTS)。

3图 1-4 EXOS 力反馈主手 图 1-5 Kraft KMC-9100 控制器Fig.1-4 EXOS Force ArmMASTER Fig.1-5 the Kraft-9100 ControllerEXOS 力反馈主手(EXOS Force ArmMASTE)[6]如图 1-4 所示，该手臂重 10kg，肩关节处的力矩为 6.3N-m，肘关节处为 1.6RN-m，前臂处为.38N-m。MartinMarietta/Kraft 制造的 KraftKMC-9100 力反馈手控制器[7]图 1-5 所示，有 6 个自由度并且它能反馈最高达 22.25N 的力，它在运学上与人的手臂是相似的，用于飞行遥控机器人服务车(FTS)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度并联运动机构正向解的研究[J]. 李维嘉.  华中理工大学学报. 1997(09)
[2]同伦迭代法及应用于一般6-SPS并联机器人机构正位置问题[J]. 陈永,严静.  机械科学与技术. 1997(02)
[3]6-SPS并联机器人机构运动分析[J]. 黄真,孔宪文.  东北重型机械学院学报. 1992(04)



本文编号：2900957