少自由度并联机构基本型的分析与综合
发布时间：2021-10-16 13:31
并联机构作为一类机器人机构,具有精度高、刚度大、速度快和承载能力强等优点。6自由度Stewart型并联机器人已经进行了相当充分的研究,并在工程实际中得到了广泛应用。少自由度并联机器人由于结构简单、控制简便、造价低并能够满足许多少于6自由度应用场合的要求,目前已经成为机器人研究的一个新热点。本文以典型实用的3、4少自由度机器人为对象,参考国外并联结构的发展现状,进行构型设计、优选及运动学的研究,进行相应的性能指标的分析和设计,研究其工作空间、轨迹规划等问题,寻找少自由度并联机器人性能分析与设计的可行、实用方法,为提高并联机器人的性能,进行结构的改进提供理论依据,并结合机械基础实验教学中心机器人实验室的建设需要,进行并联机构实验装置的设计和运动学仿真。对并联机构的拓扑类型综合做了较为系统的研究。对对称式平面三自由度并联机构,采用传统的运动副替代方法,得到27种平面3自由度并联机构拓扑结构类型。介绍了我国学者杨廷力提出的基于单开链的并联机构拓扑类型综合方法,并运用该方法对空间3自由度和4自由度并联机构进行了拓扑类型的综合,得到了很多有用的并联机构类型,其中不乏具有弱耦合特性的并联机构。介绍了...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 并联机器人机构概述
1.2 并联机器人机构的研究情况
1.2.1 机构综合
1.2.2 机械结构设计
1.2.3 运动学
1.2.4 工作空间分析
1.2.5 奇异位型和灵巧度
1.2.6 动力学和控制
1.2.7 误差分析和补偿
1.3 并联机器人机构的应用
1.3.1 运动模拟器和运载工具
1.3.2 并联加工设备方面
1.3.3 精密微动并联机构方面
1.3.4 医疗领域的应用
1.3.5 航空天文领域
1.4 论文的选题意义
1.5 论文的主要研究内容
2 平面三自由度并联机构及其结构学、运动学分析
2.1 引言
2.2 平面三自由度并联机构基本构型
2.3 平面三自由度并联机构的位置分析
2.3.1 含有移动副的三自由度平面并联机构的正分析
2.3.2 全为转动副的三自由度平面并联机构的正分析
2.4 平面3－RRR 并联机构的工作空间分析
2.4.1 子工作空间
2.4.2 定姿态工作空间
2.4.3 灵活工作空间
2.5 平面3－RRR 并联机构的解空间物理模型
2.5.1 运动影响系数
2.5.2 输入构件的极限位置
2.5.3 平面－3RRR 并联机构的变点
2.5.4 平面3－RRR 并联机构的曲柄存在分析
2.5.5 平面3－RRR 并联机构的无量纲参数
2.5.6 零可动性平面
2.5.7 平面三自由度并联机构的解空间的物理模型
2.5.8 关于三坐标的平面封闭构形(PPC)
2.5.9 全变点平面、典型平面封闭构形和区域
2.5.10 平面三自由度机器人机构的分类
2.6 平面对称三自由度并联机器人机构的工作空间和杆长的关系
2.6.1 平面三自由度并联机构工作空间的决定因素
2.6.2 平面对称三自由度并联机构杆长和形状的关系
2.7 平面三自由度并联机构的过约束分析
2.8 设计实例及自调结构仿真
2.9 小结
3 典型空间3 自由度并联机构的结构及应用分析
3.1 引言
3.2 基于单开链的并联机构拓扑综合方法
3.3 并联机构耦合特性研究
3.3.1 多回路机构耦合度
3.3.2 并联机构控制解耦原理
3.4 已知的空间三自由度并联机构
3.4.1 3T0R 型空间三自由度并联机构
3.4.2 2T1R 型空间三自由度并联机构
3.4.3 1T2R 型空间三自由度并联机构
3.4.4 0T3R 型空间三自由度并联机构
3.5 2T1R 型空间三自由度并联机构综合
3.6 实用的并联机器人机构模型的选择
3.7 弱耦合的2T1R 型并联机构
3.8 三自由度并联机构位置反解
3.9 三自由度并联机构位置正解
3.10 三自由度并联机构速度分析
3.11 三自由度并联机构的奇异位形
3.11.1 第一类
3.11.2 第二类
3.11.3 第三类
3.12 工作空间
3.12.1 定姿态工作空间
3.12.2 可达工作空间
3.12.3 转动能力分析
3.13 并联机构实验平台的设计研究
3.13.1 实验平台主要构件尺寸
3.13.2 实验平台仿真模型建立和轨迹仿真分析
3.14 小结
4 典型空间4 自由度并联机构的分析
4.1 引言
4.2 空间四自由度并联机构及其初步分析
4.2.1 3T1R 型空间四自由度并联机构
4.2.2 2T2R 型空间四自由度并联机构
4.2.3 1T3R 型空间四自由度并联机构
4.3 空间四自由度并联机器人机构的综合
4.4 支链数少于自由度数并联机构的综合
4.5 螺旋理论的一些基本观点
4.6 典型1T3R 并联机构
4.7 典型1T3R 并联机构的位置正分析
4.8 典型1T3R 并联机构的速度分析
4.9 典型1T3R 并联机构的加速度分析
4.10 典型1T3R 并联机构的奇异位形分析
4.11 典型1T3R 并联机构的例子仿真
4.12 小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录：攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面3-■RR并联机构过约束分析及自调结构设计[J]. 黄勇刚,黄茂林,杜力,冉瑞利. 中国机械工程. 2006(03)
[2]3—RRR平面并联机器人的灵活工作空间[J]. 崔建昆. 上海理工大学学报. 2005(04)
[3]3-RPR平面并联机构正解的新方法[J]. 何哲明,罗佑新. 机床与液压. 2005(08)
[4]3-RUU微动并联机构的尺寸型模型及性能图谱[J]. 李剑锋,吴光中,费仁元,刘德忠,管长乐,杨小勇. 机械工程学报. 2005(05)
[5]3-RPR平面并联机构正解的混沌方法[J]. 罗佑新. 机械科学与技术. 2004(08)
[6]3-RPS机构动平台位置的实解分析[J]. 宋欣. 哈尔滨理工大学学报. 2004(04)
[7]3-PTT型水平滑块式三杆并联机床运动学研究[J]. 王希民,胡明,蔡光起. 机械设计与制造. 2003(03)
[8]平面连杆机构的自调及其允差的分析研究[J]. 安培文,黄茂林. 中国机械工程. 2002(23)
[9]基于数字—符号法的空间4自由度并联机构位置正解[J]. 范守文,徐礼钜,周肇飞. 机械工程学报. 2002(09)
[10]平面三自由度并联机构的正解分析[J]. 周琪,邵仁玉. 南通工学院学报(自然科学版). 2002(02)
硕士论文
[1]少自由度并联机器人拓扑结构设计及运动学研究[D]. 黄勇刚.重庆大学 2005
本文编号：3439894
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 并联机器人机构概述
1.2 并联机器人机构的研究情况
1.2.1 机构综合
1.2.2 机械结构设计
1.2.3 运动学
1.2.4 工作空间分析
1.2.5 奇异位型和灵巧度
1.2.6 动力学和控制
1.2.7 误差分析和补偿
1.3 并联机器人机构的应用
1.3.1 运动模拟器和运载工具
1.3.2 并联加工设备方面
1.3.3 精密微动并联机构方面
1.3.4 医疗领域的应用
1.3.5 航空天文领域
1.4 论文的选题意义
1.5 论文的主要研究内容
2 平面三自由度并联机构及其结构学、运动学分析
2.1 引言
2.2 平面三自由度并联机构基本构型
2.3 平面三自由度并联机构的位置分析
2.3.1 含有移动副的三自由度平面并联机构的正分析
2.3.2 全为转动副的三自由度平面并联机构的正分析
2.4 平面3－RRR 并联机构的工作空间分析
2.4.1 子工作空间
2.4.2 定姿态工作空间
2.4.3 灵活工作空间
2.5 平面3－RRR 并联机构的解空间物理模型
2.5.1 运动影响系数
2.5.2 输入构件的极限位置
2.5.3 平面－3RRR 并联机构的变点
2.5.4 平面3－RRR 并联机构的曲柄存在分析
2.5.5 平面3－RRR 并联机构的无量纲参数
2.5.6 零可动性平面
2.5.7 平面三自由度并联机构的解空间的物理模型
2.5.8 关于三坐标的平面封闭构形(PPC)
2.5.9 全变点平面、典型平面封闭构形和区域
2.5.10 平面三自由度机器人机构的分类
2.6 平面对称三自由度并联机器人机构的工作空间和杆长的关系
2.6.1 平面三自由度并联机构工作空间的决定因素
2.6.2 平面对称三自由度并联机构杆长和形状的关系
2.7 平面三自由度并联机构的过约束分析
2.8 设计实例及自调结构仿真
2.9 小结
3 典型空间3 自由度并联机构的结构及应用分析
3.1 引言
3.2 基于单开链的并联机构拓扑综合方法
3.3 并联机构耦合特性研究
3.3.1 多回路机构耦合度
3.3.2 并联机构控制解耦原理
3.4 已知的空间三自由度并联机构
3.4.1 3T0R 型空间三自由度并联机构
3.4.2 2T1R 型空间三自由度并联机构
3.4.3 1T2R 型空间三自由度并联机构
3.4.4 0T3R 型空间三自由度并联机构
3.5 2T1R 型空间三自由度并联机构综合
3.6 实用的并联机器人机构模型的选择
3.7 弱耦合的2T1R 型并联机构
3.8 三自由度并联机构位置反解
3.9 三自由度并联机构位置正解
3.10 三自由度并联机构速度分析
3.11 三自由度并联机构的奇异位形
3.11.1 第一类
3.11.2 第二类
3.11.3 第三类
3.12 工作空间
3.12.1 定姿态工作空间
3.12.2 可达工作空间
3.12.3 转动能力分析
3.13 并联机构实验平台的设计研究
3.13.1 实验平台主要构件尺寸
3.13.2 实验平台仿真模型建立和轨迹仿真分析
3.14 小结
4 典型空间4 自由度并联机构的分析
4.1 引言
4.2 空间四自由度并联机构及其初步分析
4.2.1 3T1R 型空间四自由度并联机构
4.2.2 2T2R 型空间四自由度并联机构
4.2.3 1T3R 型空间四自由度并联机构
4.3 空间四自由度并联机器人机构的综合
4.4 支链数少于自由度数并联机构的综合
4.5 螺旋理论的一些基本观点
4.6 典型1T3R 并联机构
4.7 典型1T3R 并联机构的位置正分析
4.8 典型1T3R 并联机构的速度分析
4.9 典型1T3R 并联机构的加速度分析
4.10 典型1T3R 并联机构的奇异位形分析
4.11 典型1T3R 并联机构的例子仿真
4.12 小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录：攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面3-■RR并联机构过约束分析及自调结构设计[J]. 黄勇刚,黄茂林,杜力,冉瑞利. 中国机械工程. 2006(03)
[2]3—RRR平面并联机器人的灵活工作空间[J]. 崔建昆. 上海理工大学学报. 2005(04)
[3]3-RPR平面并联机构正解的新方法[J]. 何哲明,罗佑新. 机床与液压. 2005(08)
[4]3-RUU微动并联机构的尺寸型模型及性能图谱[J]. 李剑锋,吴光中,费仁元,刘德忠,管长乐,杨小勇. 机械工程学报. 2005(05)
[5]3-RPR平面并联机构正解的混沌方法[J]. 罗佑新. 机械科学与技术. 2004(08)
[6]3-RPS机构动平台位置的实解分析[J]. 宋欣. 哈尔滨理工大学学报. 2004(04)
[7]3-PTT型水平滑块式三杆并联机床运动学研究[J]. 王希民,胡明,蔡光起. 机械设计与制造. 2003(03)
[8]平面连杆机构的自调及其允差的分析研究[J]. 安培文,黄茂林. 中国机械工程. 2002(23)
[9]基于数字—符号法的空间4自由度并联机构位置正解[J]. 范守文,徐礼钜,周肇飞. 机械工程学报. 2002(09)
[10]平面三自由度并联机构的正解分析[J]. 周琪,邵仁玉. 南通工学院学报(自然科学版). 2002(02)
硕士论文
[1]少自由度并联机器人拓扑结构设计及运动学研究[D]. 黄勇刚.重庆大学 2005
本文编号：3439894
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