移动解耦并联机构型综合及样机研制

发布时间：2017-05-24 20:10

  本文关键词：移动解耦并联机构型综合及样机研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：相对于一般并联机构，运动解耦并联机构的理论分析难度得到大幅降低，设计任务更易于保证，这对提高并联机构的控制精度和发展高速机器人具有很好的实际应用意义。本文以螺旋理论为基础对移动解耦并联结构进行了较为系统的综合与研究，旨在探究一套行之有效的、对工程有指导意义的移动解耦并联机构设计新方法。论文的主要研究内容如下： 运用螺旋理论，分析移动解耦并联机构自由度的实现条件，总结机构分支运动副的配置原则，为机构综合时分支的确定提供了理论依据；提出了一种新型移动解耦并联机构型综合方法并给出了其相应的综合过程。 根据机构的自由度要求确定同一分支作为不同方向驱动时所有的分支构型，从中任选分支作为机构的分支一，根据机构的自由度要求和转动条件确定机构的其它分支类型，，由此获得大量的二、三自由度移动解耦并联机构。 在综合得到的新机型当中择优进行样机研制。由所选机构的性能分析结果对机构的位形布置进行优化，以此为基础对样机的杆长和整体参数进行计算，通过SolidWorks制图软件建立样机的三维模型，并对其进行详细的设计，最终设计制造出一台三自由度移动解耦并联机器人样机。 根据样机的应用目的和结构特点，确定了工控机+运动控制卡+伺服驱动系统+传感器的运动控制方案，详细介绍控制系统硬件的组成及其原理，最后将控制元件集成，设计制造出样机的控制柜，并通过所设计的控制系统，对样机进行多类实验研究。
【关键词】：并联机构 移动解耦 型综合 螺旋理论 样机研制 控制系统
【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;TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11
• 1.2 并联机构的发展与应用11-15
• 1.3 移动解耦并联机构的研究现状15-19
• 1.3.1 解耦的定义和分类15-16
• 1.3.2 现有移动解耦并联机构概述16-17
• 1.3.3 移动解耦并联机构型综合方法17-19
• 1.4 论文主要工作和研究内容19-21
• 第2章 移动解耦并联机构型综合方法21-31
• 2.1 概述21-22
• 2.2 螺旋理论基础22-24
• 2.3 约束螺旋型综合法24-26
• 2.4 移动解耦并联机构的型综合方法26-30
• 2.4.1 并联机构移动自由度实现条件26-27
• 2.4.2 移动解耦并联机构分支输入副选择准则27-28
• 2.4.3 移动解耦并联机构分支运动副的配置28-29
• 2.4.4 移动解耦并联机构的型综合过程29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 移动解耦并联机构型综合31-49
• 3.1 概述31
• 3.2 移动解耦并联机构分支综合31-43
• 3.2.1 分支为 2T 类型32-35
• 3.2.2 分支为 2T1R 类型35-36
• 3.2.3 分支为 2T2R 类型36
• 3.2.4 分支为 2T3R 类型36
• 3.2.5 分支为 3T 类型36-37
• 3.2.6 分支为 3T1R 类型37-40
• 3.2.7 分支为 3T2R 类型40-43
• 3.2.8 分支为 3T3R 类型43
• 3.3 两自由度移动解耦并联机构型综合43-45
• 3.4 三自由度移动解耦并联机构型综合45-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 移动解耦并联机器人样机研制49-66
• 4.1 概述49
• 4.2 3-CUR 三自由度移动解耦并联机构性能分析49-55
• 4.2.1 机构自由度分析50-52
• 4.2.2 机构消极运动副检验52-53
• 4.2.3 机构位置正反解53-54
• 4.2.4 机构雅克比矩阵及各向同性分析54-55
• 4.2.5 机构的工作空间55
• 4.3 移动解耦并联机器人样机参数设计55-59
• 4.3.1 机构位形优化55-56
• 4.3.2 样机参数计算56-59
• 4.4 样机构型设计59-65
• 4.4.1 样机三维设计软件概述59
• 4.4.2 样机关键零部件选型59-62
• 4.4.3 样机部分零件设计62-63
• 4.4.4 样机三维装配模型63-64
• 4.4.5 试制样机实物64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 移动解耦并联机器人控制系统研究66-81
• 5.1 概述66
• 5.2 控制方案设计66-68
• 5.3 控制系统设计68-76
• 5.3.1 运动控制器68-69
• 5.3.2 伺服驱动系统69-71
• 5.3.3 伺服电机控制模式选择71-72
• 5.3.4 硬件接口设计72-75
• 5.3.5 控制系统集成75-76
• 5.4 控制系统参数整定76-78
• 5.4.1 伺服系统参数设定76
• 5.4.2 运动控制卡参数设定76-78
• 5.5 样机实验研究78-80
• 5.6 本章小结80-81
• 结论81-82
• 参考文献82-88
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果88-89
• 致谢89-90
• 作者简介90

【参考文献】

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本文编号：391843