3-UPU/UPU并联机构刚度求解与优化
发布时间：2021-03-29 05:46
为了提高对生产环境的适应性，满足快速多变的市场需求，全球机械制造业都在积极探索和研制各种新型多功能的制造装备与系统。其中在结构技术上的突破性进展当属九十年代问世的并联构型装备（Parallel Kinematics Machines）。作为并联构型的一项重要性能评价指标，静刚度不仅与机器人机构的拓扑结构有关，而且与机构的尺度参数和截面参数密切相关。并联机构的刚度能够影响它的静、动态特性和负载下的定位精度，因此，为了设计出大刚度的并联机器人，基于静刚度性能分析和设计的参数优化设计研究至关重要。本文以理论分析为基础，以虚拟仿真为辅助，采用MatLab、Pro/E、ANSYSWorkbench等工程软件，开展对3-UPU/UPU并联机器人机构的运动学仿真与刚度性能分析及优化。论文主要在以下几个方面进行了研究：（1）概述并联机器人的发展历程、并联机构的研究现状及发展趋势，提出了本课题研究的意义。（2）围绕能够实现空间三维移动的3-UPU/UPU并联机器人机构，建立该机构的运动学模型及位置、速度映射方程，对其进行了运动学性能分析，并利用多体系统动力学仿真软件RecurDyn V7R3进行运动学仿...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Stewart机构结构
3-UPU/UPU 并联机构简介及运动学分析/UPU 并联机构简述所研究的 3-UPU/UPU 并联机构是由四根可以伸缩的和移动的上平台 m 所组成，每个支链均由两个虎克铰 -P-U 方式进行串联，其中一个支链位于移动的上平台，是整个机构的恰约束链。另外三个支链分布在上下 2-1 所示。
10对3-UPU/UPU并联机构的整个系统建立坐标系如图2-2a、图2-2b。假设固定坐标系在平面M上，在平面M上建立 OB-XYZ 坐标系，其中OB点位于上平面的中心。设定移动坐标系在平面m上，在平面m上建立 Ob-xyz 坐标系，其中Ob点位于上平面的中心。在移动坐标系中的任意一个向量R' 均可通过坐标变换的方式转换到固定坐标系中的一个向量R上。图 2-2a 3-UPU/UPU 并联机构的主视图Fig.2-2a The main view of 3-UPU/UPU parallel mechanism图 2-2b 3-UPU/UPU 并联机构的俯视图Fig.2-2b The top view of 3-UPU/UPU parallel mechanism在初始位置时，下平台中心点OB和上平台中心点Ob位于同一垂直线上，设x 轴位于Obb3连线上，方向为沿Obb3连线向外；X 轴位于OBB3连线上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Stewart机构刚度映射建模与仿真[J]. 吕帮俊,朱石坚,彭利坤,邢继峰. 振动与冲击. 2011(04)
[2]并联机器人机构静刚度研究现状与展望[J]. 李永刚,宋轶民,冯志友. 机械设计. 2010(03)
[3]基于Pro/E和ADAMS的3-RPC并联机器人运动学与动力学仿真[J]. 王南,张庆恒,李伟,平恩顺. 机械设计与制造. 2009(10)
[4]6-SPS并联机构位置正解的改进粒子群算法[J]. 李明磊,贾育秦. 现代制造工程. 2009(05)
[5]基于约束螺旋理论的机构自由度分析的普遍方法[J]. 黄真,刘婧芳,曾达幸. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(01)
[6]空间转动三自由度并联微调机构设计与运动学分析[J]. 崔国华,王国强,赵春江,高伟贤. 农业机械学报. 2008(09)
[7]直梁型柔性铰链制造误差对刚度性能影响的建模与分析[J]. 秦宇,冯之敬. 中国机械工程. 2008(18)
[8]4-PTT并联机构位置正反解与工作空间分析[J]. 郭宗和,段建国,郝秀清,孙磊. 农业机械学报. 2008(07)
[9]3-RRR平面并联机构的刚度特性分析[J]. 李树军,Clement Gosselin. 东北大学学报(自然科学版). 2007(01)
[10]4自由度并联机器人刚度分析[J]. 韩书葵,方跃法,槐创锋. 机械工程学报. 2006(S1)
博士论文
[1]空间三自由度并联/混联机构构型、性能与若干应用研究[D]. 高振.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]双端虎克铰并联运动模拟器机构的分析[D]. 陈晓光.哈尔滨工业大学 2011
[2]3-（2SPS）并联机器人运动学性能研究[D]. 田宏苗.南京理工大学 2008
本文编号：3107021
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Stewart机构结构
3-UPU/UPU 并联机构简介及运动学分析/UPU 并联机构简述所研究的 3-UPU/UPU 并联机构是由四根可以伸缩的和移动的上平台 m 所组成，每个支链均由两个虎克铰 -P-U 方式进行串联，其中一个支链位于移动的上平台，是整个机构的恰约束链。另外三个支链分布在上下 2-1 所示。
10对3-UPU/UPU并联机构的整个系统建立坐标系如图2-2a、图2-2b。假设固定坐标系在平面M上，在平面M上建立 OB-XYZ 坐标系，其中OB点位于上平面的中心。设定移动坐标系在平面m上，在平面m上建立 Ob-xyz 坐标系，其中Ob点位于上平面的中心。在移动坐标系中的任意一个向量R' 均可通过坐标变换的方式转换到固定坐标系中的一个向量R上。图 2-2a 3-UPU/UPU 并联机构的主视图Fig.2-2a The main view of 3-UPU/UPU parallel mechanism图 2-2b 3-UPU/UPU 并联机构的俯视图Fig.2-2b The top view of 3-UPU/UPU parallel mechanism在初始位置时，下平台中心点OB和上平台中心点Ob位于同一垂直线上，设x 轴位于Obb3连线上，方向为沿Obb3连线向外；X 轴位于OBB3连线上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Stewart机构刚度映射建模与仿真[J]. 吕帮俊,朱石坚,彭利坤,邢继峰. 振动与冲击. 2011(04)
[2]并联机器人机构静刚度研究现状与展望[J]. 李永刚,宋轶民,冯志友. 机械设计. 2010(03)
[3]基于Pro/E和ADAMS的3-RPC并联机器人运动学与动力学仿真[J]. 王南,张庆恒,李伟,平恩顺. 机械设计与制造. 2009(10)
[4]6-SPS并联机构位置正解的改进粒子群算法[J]. 李明磊,贾育秦. 现代制造工程. 2009(05)
[5]基于约束螺旋理论的机构自由度分析的普遍方法[J]. 黄真,刘婧芳,曾达幸. 中国科学（E辑:技术科学）. 2009(01)
[6]空间转动三自由度并联微调机构设计与运动学分析[J]. 崔国华,王国强,赵春江,高伟贤. 农业机械学报. 2008(09)
[7]直梁型柔性铰链制造误差对刚度性能影响的建模与分析[J]. 秦宇,冯之敬. 中国机械工程. 2008(18)
[8]4-PTT并联机构位置正反解与工作空间分析[J]. 郭宗和,段建国,郝秀清,孙磊. 农业机械学报. 2008(07)
[9]3-RRR平面并联机构的刚度特性分析[J]. 李树军,Clement Gosselin. 东北大学学报(自然科学版). 2007(01)
[10]4自由度并联机器人刚度分析[J]. 韩书葵,方跃法,槐创锋. 机械工程学报. 2006(S1)
博士论文
[1]空间三自由度并联/混联机构构型、性能与若干应用研究[D]. 高振.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]双端虎克铰并联运动模拟器机构的分析[D]. 陈晓光.哈尔滨工业大学 2011
[2]3-（2SPS）并联机器人运动学性能研究[D]. 田宏苗.南京理工大学 2008
本文编号：3107021
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