三自由度并联机构的设计与运动学分析

发布时间：2021-06-16 02:25

　　设计了一种应用于各类表面加工的三自由度并联机构,充分研究了三自由度并联机构在空间的运行机理,使机构加工时,能够合理设置加工参数。首先,对三自由度并联机构进行了位置正逆解分析,并通过举例计算验证了其正确性,为机构的控制提供了理论参考。然后,对其进行了运动空间求解,研究了三自由度并联机构的工作空间,得出工作空间分布特点。最后,通过ADAMS仿真了并联机构的运动过程,验证了其运动学性能,对其移动平台的位移、速度、加速度进行了详细分析,说明了设计的机构能适应速度变化要求高的场合。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(06)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

速度图像

首先,定义机构坐标系,取两丝杠底部连线的中点为原点,建立如图3所示的笛卡尔坐标系,其中X轴与丝杠连接而成的正三角形的一条底边重合,原点设在边的中点处,Y轴经过三角形与底边所对应的顶点,Z轴经过原点并与丝杠平行,设正三角形边长的一半为X1,滑块的高度分别记作L1,L2,L3。点1,点2,点3分别记为 R 1 (-X 1 ,0,L 1 ),R 2 (X 1 ,0,L 2 ),R 3 (0, 3 X 1 ,L 3 ) ,连接杆长度为R,三自由度并联机构输出平台正六边形可简化为一个边长为2a的正三角形平台。本文研究的正解问题指的是已知滑块的位置求解移动平台的空间坐标位置。点4、5、6的运动分别在以点1、2、3为球心的球面上,点4记为R4(X4,Y4,Z4),点5记为R5(X5,Y5,Z5),点6记为R6(X6,Y6,Z6),可得点4、5、6的运动轨迹方程分别为:

通过空间求解理论,运用MATLAB对滑块的范围求解,得到机构的运动范围如图4所示。最终得到L1、L2、L3的范围为600～800mm,即得到并联机构准确运动空间。观察整个机构的运行空间,发现整个空间呈对称结构,这是由驱动机构对称分布的特点决定的。同时发现机构的运动范围上部体积较大,但边界处比较尖锐,下部空间比较小,但是比较圆滑。4 并联机构运动学仿真

【参考文献】：
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本文编号：3232169