2-RRUR/2-RPUR非对称并联机构的理论分析及研究
发布时间：2021-01-11 06:50
随着并联机构学理论、技术与应用的发展，空间少自由度并联机构由于与传统六自由度并联机构相比具有自由度少、结构相对简单、控制容易、制造成本低等特点，使其在工业生产及其它领域有着广泛的应用前景，越来越受到国内外学者的重视。传统的少自由度并联机构多为对称结构，而非对称的少自由度并联机构由于其特殊的工作场合逐渐成为新的研究热点。本论文在全面分析国内外空间少自由度并联机构研究与应用发展状况的基础上，对一种新型的2-RRUR/2-RPUR非对称四自由度并联机构模型进行了理论分析和研究。首先，在分析机构运动特性的基础上，利用D-H法求解得到机构位置反解的表达式，并通过具体数值验证了表达式的正确性，然后基于螺旋理论的方法分析了并联机构两组不同输入选取的合理性，并且对这两组合理输入选取的优劣性进行了比较，通过比较确定机构最合理的输入组合。其次，利用极限边界数值搜索法分析了该机构在杆长约束条件下、转动副转角约束和干涉情况下的工作空间，并通过三维仿真软件绘制出工作空间的形状，而且对机构的奇异位形进行了分析。最后，利用拉格朗日方法建立并联机构的动力学模型，对各个运动构件进行动力计算，结合ADAMS仿真软件分别进...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MBBBO105飞行模拟器
同用途的并联机构应用越来越广泛，所以并联机构的发展和应用对社会的进步和人类的发展具有重要意义。近年来随着对并联机构技术更加深入的分析和越来越多的并联机构在实际生产和生活中的应用，在二十一世纪并联机构肯定会为科技进步做出巨大的贡献。并联机构主要应用在以下几个方面：第一，并联机构在运动模拟器方面的应用。并联机构可以作为航天飞行模拟器[平台，如图 1-1 所示，飞行模拟器使飞行员在地面上就能够完成飞行训练，保证了飞行员的人身安全；其实各种类型的运动模拟器[2-4]都是将并联机构制造成主体，通过并联机构的运动来模拟飞行或者其它的运动，例如，大多数模拟器都采用六自由度的 Stewart 并联机构为平台，正是因为其具有六个自由度，能够完成三维空间的任意运动，所以该机构可以作为天文望远镜的支架；我国自主研制的航海六自由度运动模拟平台，如图 1-2 所示，该模拟平台可以提供航海模拟试验和对驾驶员进行各种海洋环境的适应性训练；并联机构还可以应用在汽车驾驶模拟器上，如图 1-3 所示，此外，并联机构在娱乐运动模拟器上的应用也越来越广泛。
图 1-3 驾驶模拟器 图 1-4 六自由度并联误差补偿器第三，并联机构在虚拟轴数控机床中的应用。数控技术就是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术，和传统的数控机床相比，虚拟轴数控机床优点主要有：安装有超音频淬火工艺的床身导轨，耐磨性强，精度误差小；主轴系统结构优化、抗振性好、回转准确度高，且运行稳定、精度高、可靠性好、功能强大、操作便捷和应用广泛，因为它主体是并联机构所以其能够完成六轴联动，使其加工三维曲面更加简单。例如，Giddings&Lewis 公司研发的 VARLAX 虚拟轴数控机床，如图 1-5 所示；德国阿亨工业大学机床实验室开发研制的 Dyna-M 型卧式加工中心，如图 1-6 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型并联机器人工作空间分析及运动仿真[J]. 罗继曼,邢艳,郑夕健. 机械传动. 2008(05)
[2]3-RS并联机器人的动力学分析[J]. 刘善增,余跃庆,刘庆波,佀国宁,王雯静. 中国机械工程. 2008(15)
[3]一种新型非对称并联机构的运动学分析[J]. 吴孟丽,张大卫,赵兴玉. 中国机械工程. 2008(12)
[4]Stewart平台6-UPS并联机构动力学建模与仿真[J]. 王波,武建新,党大伟. 机械工程与自动化. 2008(02)
[5]三杆六自由度并联微动机器人的工作空间分析[J]. 王乐锋,荣伟彬,孙立宁. 机械设计与制造. 2008(03)
[6]6-RSS型并联机构的工作空间分析与参数优化[J]. 曹永刚,张玉茹,马运忠. 机械工程学报. 2008(01)
[7]6-SPS型并联机构的混合坐标动力学建模[J]. 韩秀英,刘延斌,贾现召. 机械设计与制造. 2008(01)
[8]三平移非对称解耦并联机构及其运动学分析[J]. 程刚,葛世荣. 机械传动. 2007(06)
[9]基于牛顿欧拉法的3-RPS并联机构逆动力学分析[J]. 李永刚,宋轶民,冯志友,张策. 航空学报. 2007(05)
[10]手术机器人在普通外科的应用[J]. 张丰,郑民华. 中国微创外科杂志. 2007(06)
博士论文
[1]大量程柔性铰并联六维力传感器基础理论与系统研制[D]. 赵延治.燕山大学 2009
[2]几种空间少自由度并联机器人机构分析与综合的理论研究[D]. 李仕华.燕山大学 2004
[3]对称少自由度并联机器人型综合理论及新机型综合[D]. 李秦川.燕山大学 2003
硕士论文
[1]3-RPR柔性并联微位移机构的设计与分析[D]. 王硕.北京交通大学 2007
[2]新型4-DOF并联机器人型综合与分析CAD方法研究[D]. 赵宏彬.燕山大学 2004
本文编号：2970299
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MBBBO105飞行模拟器
同用途的并联机构应用越来越广泛，所以并联机构的发展和应用对社会的进步和人类的发展具有重要意义。近年来随着对并联机构技术更加深入的分析和越来越多的并联机构在实际生产和生活中的应用，在二十一世纪并联机构肯定会为科技进步做出巨大的贡献。并联机构主要应用在以下几个方面：第一，并联机构在运动模拟器方面的应用。并联机构可以作为航天飞行模拟器[平台，如图 1-1 所示，飞行模拟器使飞行员在地面上就能够完成飞行训练，保证了飞行员的人身安全；其实各种类型的运动模拟器[2-4]都是将并联机构制造成主体，通过并联机构的运动来模拟飞行或者其它的运动，例如，大多数模拟器都采用六自由度的 Stewart 并联机构为平台，正是因为其具有六个自由度，能够完成三维空间的任意运动，所以该机构可以作为天文望远镜的支架；我国自主研制的航海六自由度运动模拟平台，如图 1-2 所示，该模拟平台可以提供航海模拟试验和对驾驶员进行各种海洋环境的适应性训练；并联机构还可以应用在汽车驾驶模拟器上，如图 1-3 所示，此外，并联机构在娱乐运动模拟器上的应用也越来越广泛。
图 1-3 驾驶模拟器 图 1-4 六自由度并联误差补偿器第三，并联机构在虚拟轴数控机床中的应用。数控技术就是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术，和传统的数控机床相比，虚拟轴数控机床优点主要有：安装有超音频淬火工艺的床身导轨，耐磨性强，精度误差小；主轴系统结构优化、抗振性好、回转准确度高，且运行稳定、精度高、可靠性好、功能强大、操作便捷和应用广泛，因为它主体是并联机构所以其能够完成六轴联动，使其加工三维曲面更加简单。例如，Giddings&Lewis 公司研发的 VARLAX 虚拟轴数控机床，如图 1-5 所示；德国阿亨工业大学机床实验室开发研制的 Dyna-M 型卧式加工中心，如图 1-6 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型并联机器人工作空间分析及运动仿真[J]. 罗继曼,邢艳,郑夕健. 机械传动. 2008(05)
[2]3-RS并联机器人的动力学分析[J]. 刘善增,余跃庆,刘庆波,佀国宁,王雯静. 中国机械工程. 2008(15)
[3]一种新型非对称并联机构的运动学分析[J]. 吴孟丽,张大卫,赵兴玉. 中国机械工程. 2008(12)
[4]Stewart平台6-UPS并联机构动力学建模与仿真[J]. 王波,武建新,党大伟. 机械工程与自动化. 2008(02)
[5]三杆六自由度并联微动机器人的工作空间分析[J]. 王乐锋,荣伟彬,孙立宁. 机械设计与制造. 2008(03)
[6]6-RSS型并联机构的工作空间分析与参数优化[J]. 曹永刚,张玉茹,马运忠. 机械工程学报. 2008(01)
[7]6-SPS型并联机构的混合坐标动力学建模[J]. 韩秀英,刘延斌,贾现召. 机械设计与制造. 2008(01)
[8]三平移非对称解耦并联机构及其运动学分析[J]. 程刚,葛世荣. 机械传动. 2007(06)
[9]基于牛顿欧拉法的3-RPS并联机构逆动力学分析[J]. 李永刚,宋轶民,冯志友,张策. 航空学报. 2007(05)
[10]手术机器人在普通外科的应用[J]. 张丰,郑民华. 中国微创外科杂志. 2007(06)
博士论文
[1]大量程柔性铰并联六维力传感器基础理论与系统研制[D]. 赵延治.燕山大学 2009
[2]几种空间少自由度并联机器人机构分析与综合的理论研究[D]. 李仕华.燕山大学 2004
[3]对称少自由度并联机器人型综合理论及新机型综合[D]. 李秦川.燕山大学 2003
硕士论文
[1]3-RPR柔性并联微位移机构的设计与分析[D]. 王硕.北京交通大学 2007
[2]新型4-DOF并联机器人型综合与分析CAD方法研究[D]. 赵宏彬.燕山大学 2004
本文编号：2970299
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