3-PRS并联机构运动设计分析

发布时间：2017-04-08 04:17

  本文关键词：3-PRS并联机构运动设计分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为空间三自由度并联机器人的典型代表，3-PRS并联机器人的末端执行器可以实现绕x轴和y轴的转动以及沿z轴的移动的混合运动。并且其支链数目少，，结构对称，易于控制，已经成为机器人机构学领域的研究热点之一，具有较高的实际应用价值。本论文围绕3-PRS并联机器人的运动性质、位置的正逆解、工作空间等问题进行了深入的研究，为使其能够在工业上得到更普遍的应用提供了理论基础。 首先，介绍了六自由度的并联机器人和三自由度的并联机器人的研究现状，详细阐述了国内外学者的研究方法和研究成果。 其次，对本文设计的3-PRS并联机器人进行了机构说明，对其位置的正逆解进行了求解，运用螺旋理论对其运动性质进行了全面的分析。 然后，以逆运动学为基础，结合3-PRS并联机器人自身的结构特点，给出了其工作空间的定义，采用工作空间边界点搜索算法搜索出并联机构的工作空间，分析了并联机器人的机构参数对工作空间的影响，从而为3-PRS并联机器人的优化设计打下基础。 最后，基于Solidworks三维建模软件，建立了3-PRS并联机器人的模型，导入到ADAMS中，对其进行了运动学和动力学的仿真分析，为以后的动力学研究以及3-PRS并联机器人的控制研究提供了依据。
【关键词】：3-PRS并联机器人 螺旋理论 运动学 工作空间 ADAMS
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112;TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 并联机器人的应用与发展11-15
• 1.3 国内外研究状况15-19
• 1.3.1 位置的正反解分析15-17
• 1.3.2 速度和加速度分析17
• 1.3.3 工作空间分析17-19
• 1.4 本文研究的主要内容19-21
• 第2章 3-PRS 并联机构的位置正解与逆解21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 3-PRS 并联机构描述及坐标系的建立21-23
• 2.3 动平台姿态的描述及机构的约束方程23-24
• 2.4 位置逆解模型24
• 2.5 位置正解模型24-29
• 2.6 算例29-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第3章 3-PRS 并联机构运动性质分析32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 螺旋理论基础32-34
• 3.2.1 运动螺旋和力螺旋的互逆32-34
• 3.2.2 螺旋的线性相关性34
• 3.3 3-PRS 并联机器人的运动性质分析34-38
• 3.4 算例38-40
• 第4章 3-PRS 并联机器人的工作空间分析40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 工作空间的定义40-41
• 4.3 并联机器人工作空间的影响因素41-43
• 4.3.1 驱动滑块的运动范围对工作空间的约束41
• 4.3.2 球面副转角范围对工作空间的约束41-42
• 4.3.3 连杆的干涉对工作空间的约束42-43
• 4.4 3-PRS 并联机器人的工作空间的确定方法43-44
• 4.5 运动平台工作空间三维图的绘制44-45
• 4.6 具体算例分析45-47
• 4.7 机构参数对工作空间的影响47-50
• 4.8 本章小结50-51
• 第5章 3-PRS 并联机器人虚拟样机的仿真分析51-59
• 5.1 引言51
• 5.2 3-PRS 并联机器人模型的建立51-52
• 5.2.1 Solidworks 软件概述51
• 5.2.2 Solidworks 中模型的建立51-52
• 5.3 ADAMS 中仿真模型的建立52-55
• 5.3.1 ADAMS 软件概述52-53
• 5.3.2 ADAMS 仿真模型的转换53-54
• 5.3.3 工作环境的设置54
• 5.3.4 定义构件材料54-55
• 5.3.5 定义运动副55
• 5.4 3-PRS 并联机器人仿真分析55-58
• 5.4.1 运动学仿真55-56
• 5.4.2 动力学仿真56-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第6章 研究工作总结与展望59-61
• 6.1 主要研究成果59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 附录65-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间发表论文情况70

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