一类折叠式并联机构性能研究

发布时间：2017-05-01 05:08

  本文关键词：一类折叠式并联机构性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了降低并联机构的高度，减少并联机构的空间占用面积及体积，以扩大并联机构在空间要求苛刻的场所的应用范围，本文研究如何用一些具有折叠特性的分支构造传统的并联机构，以及所构造的折叠机构的性能。 本文首先对折叠分支进行分类，将折叠分支分为单折分支、双折分支及多折分支三类。并运用螺旋理论及并联机构相关理论，分析三类折叠分支的运动学及其与传统分支的等效方法，解决具有多杆、多链、多交叉的复杂折叠式分支的运动学建模分析的问题。 其次，本文对六自由度折叠式并联机构的构型设计优化进行研究，寻求在要求的条件下，最优的结构参数。通过以带有多个SLE结构的多折分支代替传统的双折分支，以增大机构垂直方向的工作空间。建立带有闭环线性驱动的六自由度折叠式并联机构的运动学模型。 然后，本文通过计算六自由度并联机构的工作空间，验证多折分支在增大垂直移动空间所具有的优越性。推导出了六自由度并联机构的方向刚度表达式，研究了机构在从完全折叠状态到极限高度的展开过程中，动平台在水平方向上的移动、转动方向刚度变化情况及垂直方向上的移动、转动方向刚度变化情况。分析了六自由度折叠式并联机构的奇异判断方法，并通过方向刚度球面坐标的形式，对机构处于奇异位姿时的方向刚度特性进行了研究。 最后，本文提出基于QR分解的少自由度建模方法，并在基于此方法所建立的运动学模型下，，对少自由度机构的方向刚度以及带有冗余分支的少自由度方向刚度进行推导，研究了3RRS折叠式并联机构的方向刚度特性。最后本文提出了针对带冗余分支的3RRS+RUS折叠式并联机构冗余驱动刚度对整体并联机构不同方向刚度的影响程度指标。
【关键词】：折叠分支 折叠式并联机构 刚度 奇异 QR分解
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 国内外相关技术及研究现状12-20
• 1.2.1 并联机构研究现状12-14
• 1.2.2 并联机构性能分析研究现状14-16
• 1.2.3 折叠机构研究现状16-20
• 1.3 选题意义20
• 1.4 本文的主要研究内容20-22
• 第2章 折叠式串联分支构型及运动学22-45
• 2.1 引言22
• 2.2 单折式折叠分支及其运动学22-32
• 2.2.1 单折式折叠分支分类22-24
• 2.2.2 单折式折叠分支运动学24-32
• 2.3 双折式折叠分支及其运动学32-39
• 2.3.1 双折式折叠分支分类32-34
• 2.3.2 双折式折叠分支运动学34-39
• 2.4 多折式折叠分支及其运动学39-44
• 2.4.1 多折式折叠分支分类39-42
• 2.4.2 多折式折叠分支运动学42-44
• 2.5 本章小结44-45
• 第3章 六自由度折叠式并联机构构型设计及运动学45-58
• 3.1 引言45
• 3.2 折叠式六自由度并联机构构型设计45-51
• 3.2.1 单折分支构成的六自由度并联机构设计45-47
• 3.2.2 双折分支构成的六自由度并联机构设计47-49
• 3.2.3 多折分支构成的六自由度并联机构设计49-51
• 3.3 折叠式六自由度并联机构运动学51-56
• 3.3.1 位置解51-53
• 3.3.2 速度加速度解53-55
• 3.3.3 运动算例55-56
• 3.4 本章小结56-58
• 第4章 六自由度折叠式并联机构性能分析58-69
• 4.1 引言58
• 4.2 折叠式并联机构工作空间计算58-60
• 4.3 折叠式并联机构刚度60-64
• 4.3.1 刚度60-62
• 4.3.2 方向刚度极值62
• 4.3.3 折叠机构方向刚度分析62-64
• 4.4 奇异分析及其与刚度关系64-68
• 4.4.1 算例65-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 少自由度折叠式并联机构及性能分析69-87
• 5.1 引言69
• 5.2 少自由度并联机构分析方法69-77
• 5.2.1 基于 QR 分解的机构运动学分析70-75
• 5.2.2 基于 QR 分解少自由度并联机构刚度分析75-77
• 5.3 折叠式 3-RRS 机构构型及运动学77-79
• 5.4 折叠式 3-RRS 机构方向刚度分析79-81
• 5.5 折叠式 3-RRS+RUS 带冗余支链的刚度研究81-85
• 5.5.1 带六自由度冗余驱动的少自由度并联机构刚度建模81-82
• 5.5.2 3-RRS+RUS 冗余驱动方向刚度影响因子82-85
• 5.6 本章小结85-87
• 结论87-89
• 参考文献89-94
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果94-95
• 致谢95-96
• 作者简介96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：338271