单闭链6R连杆滚动机构的研究

发布时间：2017-04-22 20:02

  本文关键词：单闭链6R连杆滚动机构的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：本文主要研究由转动副组成的单闭链六杆滚动机构,即单闭链6R滚动机构。分别对由平面RR链、平面3R链、球面RR链和球面3R链组成的单闭链6R滚动机构进行理论研究、仿真分析以及实验验证。 首先,对由三组平面RR链首尾连接组成的平面6R滚动机构进行研究。平面6R滚动机构可以在三角形、四边形、五边形和六边形的几何形状间进行变换,并能以一种类履带式的移动方式进行滚动。对平面6R滚动机构的控制设计了四种方案：自动模式、随动模式、红外控制和Kinect控制。基于这种具有几何变形和滚动性能的平面6R滚动机构,开发了一款教学机器人产品。 其次,对由两组平面3R链首尾连接组成的Sarrus滚动机构进行研究。分析其运动学和滚动性能,利用Sarrus滚动机构的奇异位置完成滚动运动仿真实验。在Sarrus滚动机构基础上进行扩展研究,提出一种单闭链8R滚动机构,可在平面6R滚动机构和Sarrus滚动机构之间进行转换,并完成滚动步态的仿真分析实验。 然后,提出由三组球面RR链首尾连接组成的一种新型过约束机构——新概念空间6R滚动机构。分析其运动学、自由度和滚动性能。由分析可知该机构可分别以连续性滚动方式和间断性滚动方式进行滚动,通过两种滚动方式的切换可调整新概念空间6R滚动机构的滚动方向。建立虚拟样机,进行运动仿真分析,制作一台原理样机模型验证了所提概念的正确性。 最后,对由两组球面3R链首尾连接组成的双球面6R滚动机构进行研究。分别对直线滚动和折线滚动的两种构型进行滚动步态仿真实验。分析发现,双球面6R机构可简化为一个转动副,设计一款由双球面6R机构组成的虚拟平面4R滚动机构,进行滚动仿真实验。
【关键词】：单闭链 6R机构 滚动机构 过约束机构
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112;TP242
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-22
• 1.1 闭链滚动机器人的研究概况12-14
• 1.2 单闭链6R机构的研究概况14-19
• 1.3 课题来源、论文研究意义和目标19-20
• 1.4 论文主要研究内容20
• 1.5 本章小结20-22
• 2 平面6R滚动机构22-42
• 2.1 机构描述与分析22-26
• 2.1.1 平面RR链22
• 2.1.2 运动学分析22-25
• 2.1.3 变形能力分析25-26
• 2.2 滚动可行性分析26-31
• 2.2.1 平行四边形滚动方式26-28
• 2.2.2 六边形滚动方式28-31
• 2.3 样机与实验31-37
• 2.3.1 样机设计31-32
• 2.3.2 控制系统32-34
• 2.3.3 控制方案与实验34-37
• 2.4 示范应用37-40
• 2.4.1 教学机器人37-39
• 2.4.2 科普比赛机器人39-40
• 2.5 本章小结40-42
• 3 Sarrus滚动机构42-52
• 3.1 机构描述与分析42-45
• 3.1.1 平面3R链42
• 3.1.2 机构描述42-43
• 3.1.3 自由度分析43
• 3.1.4 运动学分析43-45
• 3.2 滚动可行性分析与仿真分析45-50
• 3.2.1 ZMP分析45-49
• 3.2.2 滚动运动仿真49-50
• 3.3 扩展研究50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 4 新概念空间6R滚动机构52-78
• 4.1 机构描述52-53
• 4.1.1 球面RR链52
• 4.1.2 机构描述52-53
• 4.2 运动学分析53-55
• 4.3 自由度分析55-57
• 4.4 滚动可行性分析57-71
• 4.4.1 杆1支撑ZMP分析58-62
• 4.4.2 杆2支撑ZMP分析62-65
• 4.4.3 杆3支撑ZMP分析65-71
• 4.5 滚动模式和步态规划71-75
• 4.5.1 连续性滚动方式71-73
• 4.5.2 间断性滚动方式73-74
• 4.5.3 两种滚动方式的切换74-75
• 4.6 样机与实验75-76
• 4.7 本章小结76-78
• 5 双球面6R滚动机构78-86
• 5.1 机构描述与分析78-79
• 5.1.1 球面3R链78
• 5.1.2 机构描述78-79
• 5.1.3 运动学分析79
• 5.2 滚动运动仿真分析79-82
• 5.2.1 直线滚动80
• 5.2.2 折线滚动80-82
• 5.3 虚拟转动副研究82-84
• 5.4 本章小结84-86
• 6 总结与展望86-88
• 6.1 全文总结86-87
• 6.2 研究展望87-88
• 参考文献88-94
• 作者简历94-98
• 学位论文数据集98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高健;吴洪涛;;某一特殊普通面对称Bricard机构及其分析[J];应用科技;2011年01期

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本文编号：321138