基于全柔顺并联机构的空间微动超精密定位平台的研究

发布时间：2017-03-17 11:06

  本文关键词：基于全柔顺并联机构的空间微动超精密定位平台的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在过去的几十年里,具有纳米/微纳米定位精度的精密定位平台越来越受到人们的关注,其广阔的应用前景和发展潜力使得对基于柔性/全柔顺并联机构的精密定位平台的研究具有重要意义。 本文在基于柔性并联机构的精密定位平台的基础上结合柔顺机构学理论设计了一类以全柔顺并联机构为主要构件的精密定位平台,并应用虚功原理对构成精密定位平台的柔性并联机构和全柔顺并联机构的静刚度进行了推导和一系列的仿真计算。具体内容如下： 1、以3-UPC型并联机构、4-RPUR型并联机构及UPU/4-SPS型非对称并联机构为原型,分别通过柔性铰链替换法及柔顺机构学相关原理构造了相应的柔性并联机构和全柔顺并联机构,并以此为基础设计出与之相对应的精密定位平台。 2、运用虚功原理,结合构成精密定位平台的柔性/全柔顺并联机构的结构特征,推导出柔性/全柔顺并联机构精密定位平台的静刚度理论模型。 3、从加工误差及理论模型误差等方面对精密定位平台的精度影响因素进行分析。 4、应用有限元分析法,利用Solidworks和ANSYS软件分别对3-UPC型柔性/全柔顺并联机构、4-RPUR型柔性/全柔顺并联机构和UPU/4-SPS型非对称柔性/全柔顺并联机构进行建模仿真,将实验数据代入静刚度模型,分别求得相应机构的静刚度矩阵。 5、将对应的柔性并联机构和全柔顺并联机构的静刚度值进行对比分析。
【关键词】：精密定位平台 柔性并联机构 全柔顺并联机构 静刚度 有限元分析
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 引言7-8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.2.1 柔性铰链8-9
• 1.2.2 精密定位平台的研究现状9-13
• 1.3 课题意义及选题背景13
• 1.4 主要研究内容13-15
• 第二章 精密定位平台设计理论基础15-28
• 2.1 概述15
• 2.2 精密定位系统介绍15-16
• 2.2.1 精密定位系统组成15
• 2.2.2 精密定位平台15-16
• 2.3 柔性机构与柔性铰链16-20
• 2.3.1 柔性机构简介16-17
• 2.3.2 柔性铰链简介17-20
• 2.4 精密定位平台的设计20-22
• 2.4.1 基于柔性并联机构的精密定位平台的设计20-21
• 2.4.2 基于全柔顺并联机构的精密定位平台的设计21-22
• 2.5 精密定位平台的刚度分析22-26
• 2.5.1 刚度的概念及柔性铰链的刚度计算示例22-23
• 2.5.2 精密定位平台刚度的数学表达式23-24
• 2.5.3 机构静刚度模型的建立24-26
• 2.6 精密定位平台的精度影响因素26-27
• 2.7 小结27-28
• 第三章 空间三自由度精密定位平台的设计与分析28-37
• 3.1 概述28
• 3.2 3-UPC型并联机构28
• 3.3 3-UPC型精密定位平台的设计28-31
• 3.3.1 基于3-UPC型柔性并联机构的精密定位平台的设计28-29
• 3.3.2 基于3-UPC型全柔顺并联机构的精密定位平台的设计29-31
• 3.4 精密定位平台静刚度分析31-36
• 3.4.1 3-UPC型柔性并联机构的静刚度有限元分析31-34
• 3.4.2 3-UPC型全柔顺并联机构的静刚度有限元分析34-35
• 3.4.3 机构静刚度对比分析35-36
• 3.5 小结36-37
• 第四章 空间四自由度精密定位平台的设计与分析37-46
• 4.1 概述37
• 4.2 4-RPUR型四自由度并联机构37
• 4.3 4-RPUR型精密定位平台的设计37-40
• 4.3.1 基于4-RPUR型柔性并联机构的精密定位平台的设计37-39
• 4.3.2 基于4-RPUR型全柔顺并联机构的精密定位平台的设计39-40
• 4.4 精密定位平台静刚度分析40-45
• 4.4.1 4-RPUR型柔性并联机构的静刚度有限元分析40-42
• 4.4.2 4-RPUR型全柔顺并联机构的静刚度有限元分析42-44
• 4.4.3 机构静刚度对比分析44-45
• 4.5 小结45-46
• 第五章 空间五自由度精密定位平台的设计与分析46-56
• 5.1 概述46
• 5.2 UPU/4-SPS型五自由度非对称并联机构46
• 5.3 UPU/4-SPS型精密定位平台的设计46-50
• 5.3.1 基于UPU/4-SPS型柔性并联机构的精密定位平台的设计46-48
• 5.3.2 基于UPU/4-SPS型全柔顺并联机构的精密定位平台的设计48-50
• 5.4 精密定位平台静刚度分析50-54
• 5.4.1 UPU/4-SPS型柔性并联机构的静刚度有限元分析50-52
• 5.4.2 UPU/4-SPS型全柔顺并联机构的静刚度有限元分析52-54
• 5.4.3 机构静刚度对比分析54
• 5.5 小结54-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 总结56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61
• 在学期间发表的学术论文与研究成果61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李玉和,李庆祥,陈璐云,白立芬;单轴柔性铰链设计方法研究[J];清华大学学报(自然科学版);2002年02期

2 李嘉，，陈恳，董怡，张伯鹏;并联柔性铰机器人的静刚度研究[J];清华大学学报(自然科学版);1999年08期

3 吴鹰飞,周兆英;柔性铰链转动刚度计算公式的推导[J];仪器仪表学报;2004年01期

4 吴鹰飞,李勇,周兆英,刘钦彦;蠕动式X-Y-θ微动工作台的设计实现[J];中国机械工程;2001年03期

5 杨启志;马履中;郭宗和;尹小琴;;全柔性并联机器人支链静刚度矩阵的建立[J];中国机械工程;2008年10期

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1 陶惠峰;超精密微位移系统研究[D];浙江大学;2003年

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本文编号：252794