并联机构奇异性分析及免奇异方法研究

发布时间：2022-11-05 13:21

　　并联机构以其特有的刚度大、承载能力强、累积误差小、控制精度高等优点适应了社会生产发展的需要，并在航空航天、精密机械加工、工业机器人等高科技领域得到了应用。随着并联机构的广泛应用，并联机构的奇异性问题引起了众多国内外学者的关注。奇异性是并联机构的固有特性，当机构处于奇异位置时，运动出现分岔现象，使机构的输出运动不确定。因此，如何控制机构以确定的运动通过奇异位置是实现并联机器人控制的关键。本文利用奇异性理论，对并联机构奇异位置处的奇异性规避问题进行了研究，解决了机构以确定的运动通过边界奇异位置的关键问题，并研究了与机构结构参数相关的复杂奇异性问题和有效减少机构奇异性的问题。 首次在复数域内研究机构的奇异性问题。以Watt六杆机构为例，讨论了多环机构的奇异性问题，在复数域内建立的机构分岔分析方程，形象直观，芽空间转换非常方便。基于分岔方程的多解性和奇异性理论，分析了多环机构的奇异构型和机构的分岔性态与机构参数的关系。 应用奇异性理论分析Stewart并联机构的构型分岔特性。建立了机构的分岔方程，利用Jacobian矩阵确定机构的奇异位置，根据奇异性理论的静态分岔条... 

【文章页数】：172 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
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英文摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 运动奇异性研究现状及存在的问题
    1.3 课题来源及研究的目的和意义
    1.4 本文主要研究内容
第二章 平面六杆机构奇异性分析
    2.1 引言
    2.2 机构分岔分析的数学模型
    2.3 构型分岔分析
    2.4 机构结构参数对奇异构型及分岔特性的影响
    2.5 本章小结
第三章 并联机构构型分岔和稳定性分析
    3.1 引言
    3.2 构型分岔方程
    3.3 构型分岔分析
    3.4 机构稳定性分析
    3.5 本章小结
第四章 Stewart并联机构复杂奇异性问题研究
    4.1 引言
    4.2 并联机构多分岔参数分析分类
    4.3 单分岔参数机构构型分岔分析
    4.4 两分岔参数机构构型分岔分析
    4.5 三分岔参数机构构型分岔分析
    4.6 本章小结
第五章 Stewart并联机构奇异性和结构参数设计
    5.1 引言
    5.2 Stewart并联机构的结构参数、奇异性和工作空间
    5.3 动静平台半径R_1和R_2对奇异性的影响及R_1和R_2参数选择
    5.4 作动筒长度l_i对奇异性的影响及l_i参数选择
    5.5 动静平台铰链夹角α_1和α_2对奇异性的影响及α_1和α_2参数选择
    5.6 本章小结
第六章 并联机构构型分岔和免奇异方法研究
    6.1 引言
    6.2 机构的静态分岔点及其特征
    6.3 作动筒扰动对分岔点的影响
    6.4 边界奇异性的规避
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 需要进一步研究的内容
致谢
参考文献
附录：芽空间分岔方程推导
发表论文和参加科研情况说明


【参考文献】：
期刊论文
[1]多环机构运动分叉与机构参数的关系[J]. 王玉新,郭瑞琴.  同济大学学报(自然科学版). 2006(08)
[2]3/6-SPS型Stewart并联机构奇异轨迹的性质识别[J]. 曹毅,黄真,李艳文.  中国机械工程. 2006(04)
[3]Stewart并联机构运动失控性研究[J]. 王玉新,王仪明,陈予恕,黄真.  机械工程学报. 2005(07)
[4]Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态空间的研究[J]. 曹毅,黄真.  机械设计与研究. 2005(03)
[5]Stewart机构姿态奇异及姿态工作空间的研究[J]. 曹毅,黄真.  中国机械工程. 2005(12)
[6]Gough-Stewart并联机构奇异轨迹的性质识别[J]. 曹毅,黄真,李艳文,丁华锋.  中国机械工程. 2005(10)
[7]3-RPS并联平台机构的位置正解与奇异构形分析的数值-符号解[J]. 王进戈,范丽华,徐礼钜.  机械设计. 2005(05)
[8]并联机构奇异点的运动分岔研究[J]. 沈辉,吴学忠,李泽湘.  国防科技大学学报. 2004(06)
[9]平面五杆机构的构型分岔与构型保持性研究[J]. 王玉新,刘学深.  机械工程学报. 2004(11)
[10]并联机床的工作空间及其近似表示方法[J]. 赵晓明,张蕾,王革,涉川哲郎.  上海交通大学学报. 2004(06)



本文编号：3702682