一种低成本转动输入的六自由度并联调姿平台
发布时间：2022-02-09 16:00
本文提出了一种低成本转动输入的六自由度并联调姿平台,此机构的特点是运动行程比较大,运动惯性小,可以实现六自由度运动。首先阐述了并联机构发展现状以及结构特点,以6-RUS并联调姿平台为载体,对该机构进行了自由度的分析,同时研究了位置反解的具体分析思路,并通过反解算例验证位置反解的推导正确性。然后对六自由度并联调姿平台进行了工作空间分析,找出了影响并联调姿机构工作空间的影响原因,这些因素主要包括:六自由度并联调姿平台的机构杆件长度的大小限制,六自由度并联平台的机构运动副转角的限制以及机构相邻两杆件运动间的干涉的限制等。通过极坐标变步长迭代搜索法得到六自由度并联调姿平台的工作空间图。紧接着利用拆杆法分析了六自由度并联调姿平台的静态受力状况,包括静平台受力分析、主动杆受力分析、从动杆受力分析和动平台受力分析,然后基于构件矢量法研究了力雅克比矩阵,利用虚功原理求出显式解。最后对六自由度并联调姿平台进行试验样机结构设计,利用Solidworks的自带的建模功能对零件进行设计、关键部件设计与选择、装配方案设计等一系列工序,最终实现了试验样机的虚拟仿真,所设计的六自由度并联调姿平台能够满足设计目的。
【文章来源】：河北科技师范学院河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
stewart平台示意图
某个方向的旋转或伸缩运动，进而完成了动平台的移动。一般而言，六自由度并联平台呈现出许多不同类别的上下铰点分布方式，按照此标准，可以将六自由度并联平台划分成3-3、6-3以及6-6等结构形式。这里可以将6-6形式的六自由度并联平台的动平台的邻近的两条边合并成1个点改变成了6-3形式。将6-6形式的六自由度并联平台的定平台以及动平台的邻近两条边均合并成1个点改变成了3-3形式。在所有六自由度并联平台之中最为常见的种类就是6-6形式的六自由度并联平台，它的上、下钗点的结构布分布与正六边形很是相似。如下图1-2形象的展示出了6-6形式的六自由度并联平台的结构简图。并联平台应用范围很广，比如六自由度并联调姿平台可以广泛应用到航空飞行模拟器当中[18]。有全球知名生产公司CAE公司所制造的航空飞行模拟器为代表，以及荷兰Delft大学自主开发制造的航空飞行模拟器[19]。另外，六自由度并联机构在数控机床结构设计中的使用越来越多[20]，标志着装备制造业有了更新的挑战。并联机床较之于传统机床拥有着无与伦比的优点，比如更为强大的负载能力、更为微小的累积误差，同时还具备了传统机床本身所具有的一切优点，这样，也就大大增强了机床的加工和安装能力。在并联机床中，最为出名的要数Hexel公司所生产和销售的多用途并联机床，这种机床结构设计中使用了六自由度并联平台。在装备制造业越来越频繁的看到并联机床的身影，2004年EXECON公司开发研制了新型的并联机床，当时销售订单量剧增，如图1-3所示的燕子翻飞的EXECON并联机床。六自由度并联平台不仅在宏观领域得到了广泛的推广和使用，也在微观领域当中发挥着它独特的优势和重要的作用，比如在医疗器械、电子器件、航天航空图1-26-6结构的六自由度并联调姿平台的结构简图
RUS摇摆台Fig.1-4RUSRockingTable
【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度并联平台多轴运动控制系统设计[J]. 马光,周万勇,汪杰,丁泽超,冀洪崇. 机床与液压. 2020(05)
[2]5自由度4-SPRR-SPR并联机构的运动学与工作空间分析[J]. 郭强,崔国华,张帆,鱼海东,程禛溢. 机械传动. 2019(12)
[3]基于有限元和虚拟样机的增程器混合模型设计[J]. 吴强. 武汉工程职业技术学院学报. 2019(04)
[4]六自由度直升机运动模拟器结构参数优化方法研究[J]. 朱城辉. 中国设备工程. 2019(18)
[5]高带宽两自由度并联柔顺精密定位平台的优化设计与实验[J]. 林盛隆,张宪民,朱本亮. 光学精密工程. 2019(08)
[6]多自由度并联平台在科普展项中的应用[J]. 路辉. 机电信息. 2019(18)
[7]3UPS-RPR并联机构的静力学分析[J]. 冯志友,倪迎真,贠今天. 天津工业大学学报. 2018(05)
[8]基于六自由度运动平台的潜艇模拟器的研究与仿真[J]. 陈雪丽,张成义. 舰船科学技术. 2018(20)
[9]应用于飞机装配的并联机构技术发展综述[J]. 潘国威,陈文亮,王珉. 航空学报. 2019(01)
[10]六索飞机自动褪喷漆并联机构的设计与优化[J]. 刘积彧. 滨州学院学报. 2018(04)
博士论文
[1]液压四足机器人力平衡控制研究[D]. 邵璇.哈尔滨理工大学 2019
[2]机器人腿部液压驱动系统主动柔顺复合控制研究[D]. 巴凯先.燕山大学 2018
[3]六自由度电动运动平台精度分析补偿及控制策略研究[D]. 孙文利.国防科学技术大学 2017
[4]直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台视觉精密定位关键技术研究[D]. 周丽平.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]基于六自由度并联机器人的运动模拟器设计[D]. 杨壮.西安理工大学 2019
[2]电驱动小型六自由度并联平台运动控制研究[D]. 潘光绪.东北石油大学 2019
[3]复合式六自由度平台的机械设计与研究[D]. 武庆余.中国民航大学 2019
[4]飞行模拟器Stewart平台的设计及运动控制策略的研究[D]. 方旭光.哈尔滨理工大学 2019
[5]6-SPS并联机器人运动仿真与控制系统设计[D]. 武洋.江苏理工学院 2018
[6]基于Stewart结构的六自由度并联稳定平台技术研究[D]. 高建峰.山东大学 2018
[7]6UPS并联机构尺寸优化与动力学模型研究[D]. 刘天旭.燕山大学 2018
[8]六自由度冗余并联机构的多目标优化及解耦控制研究[D]. 王鹏.电子科技大学 2018
[9]几种空间耦合机构的构型综合与运动学分析[D]. 张双.北京工业大学 2017
[10]六自由度赛车游戏模拟器控制系统的研究与实现[D]. 袁能.湖南大学 2017
本文编号：3617283
【文章来源】：河北科技师范学院河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
stewart平台示意图
某个方向的旋转或伸缩运动，进而完成了动平台的移动。一般而言，六自由度并联平台呈现出许多不同类别的上下铰点分布方式，按照此标准，可以将六自由度并联平台划分成3-3、6-3以及6-6等结构形式。这里可以将6-6形式的六自由度并联平台的动平台的邻近的两条边合并成1个点改变成了6-3形式。将6-6形式的六自由度并联平台的定平台以及动平台的邻近两条边均合并成1个点改变成了3-3形式。在所有六自由度并联平台之中最为常见的种类就是6-6形式的六自由度并联平台，它的上、下钗点的结构布分布与正六边形很是相似。如下图1-2形象的展示出了6-6形式的六自由度并联平台的结构简图。并联平台应用范围很广，比如六自由度并联调姿平台可以广泛应用到航空飞行模拟器当中[18]。有全球知名生产公司CAE公司所制造的航空飞行模拟器为代表，以及荷兰Delft大学自主开发制造的航空飞行模拟器[19]。另外，六自由度并联机构在数控机床结构设计中的使用越来越多[20]，标志着装备制造业有了更新的挑战。并联机床较之于传统机床拥有着无与伦比的优点，比如更为强大的负载能力、更为微小的累积误差，同时还具备了传统机床本身所具有的一切优点，这样，也就大大增强了机床的加工和安装能力。在并联机床中，最为出名的要数Hexel公司所生产和销售的多用途并联机床，这种机床结构设计中使用了六自由度并联平台。在装备制造业越来越频繁的看到并联机床的身影，2004年EXECON公司开发研制了新型的并联机床，当时销售订单量剧增，如图1-3所示的燕子翻飞的EXECON并联机床。六自由度并联平台不仅在宏观领域得到了广泛的推广和使用，也在微观领域当中发挥着它独特的优势和重要的作用，比如在医疗器械、电子器件、航天航空图1-26-6结构的六自由度并联调姿平台的结构简图
RUS摇摆台Fig.1-4RUSRockingTable
【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度并联平台多轴运动控制系统设计[J]. 马光,周万勇,汪杰,丁泽超,冀洪崇. 机床与液压. 2020(05)
[2]5自由度4-SPRR-SPR并联机构的运动学与工作空间分析[J]. 郭强,崔国华,张帆,鱼海东,程禛溢. 机械传动. 2019(12)
[3]基于有限元和虚拟样机的增程器混合模型设计[J]. 吴强. 武汉工程职业技术学院学报. 2019(04)
[4]六自由度直升机运动模拟器结构参数优化方法研究[J]. 朱城辉. 中国设备工程. 2019(18)
[5]高带宽两自由度并联柔顺精密定位平台的优化设计与实验[J]. 林盛隆,张宪民,朱本亮. 光学精密工程. 2019(08)
[6]多自由度并联平台在科普展项中的应用[J]. 路辉. 机电信息. 2019(18)
[7]3UPS-RPR并联机构的静力学分析[J]. 冯志友,倪迎真,贠今天. 天津工业大学学报. 2018(05)
[8]基于六自由度运动平台的潜艇模拟器的研究与仿真[J]. 陈雪丽,张成义. 舰船科学技术. 2018(20)
[9]应用于飞机装配的并联机构技术发展综述[J]. 潘国威,陈文亮,王珉. 航空学报. 2019(01)
[10]六索飞机自动褪喷漆并联机构的设计与优化[J]. 刘积彧. 滨州学院学报. 2018(04)
博士论文
[1]液压四足机器人力平衡控制研究[D]. 邵璇.哈尔滨理工大学 2019
[2]机器人腿部液压驱动系统主动柔顺复合控制研究[D]. 巴凯先.燕山大学 2018
[3]六自由度电动运动平台精度分析补偿及控制策略研究[D]. 孙文利.国防科学技术大学 2017
[4]直线超声电机驱动的平面3-PRR并联平台视觉精密定位关键技术研究[D]. 周丽平.南京航空航天大学 2013
硕士论文
[1]基于六自由度并联机器人的运动模拟器设计[D]. 杨壮.西安理工大学 2019
[2]电驱动小型六自由度并联平台运动控制研究[D]. 潘光绪.东北石油大学 2019
[3]复合式六自由度平台的机械设计与研究[D]. 武庆余.中国民航大学 2019
[4]飞行模拟器Stewart平台的设计及运动控制策略的研究[D]. 方旭光.哈尔滨理工大学 2019
[5]6-SPS并联机器人运动仿真与控制系统设计[D]. 武洋.江苏理工学院 2018
[6]基于Stewart结构的六自由度并联稳定平台技术研究[D]. 高建峰.山东大学 2018
[7]6UPS并联机构尺寸优化与动力学模型研究[D]. 刘天旭.燕山大学 2018
[8]六自由度冗余并联机构的多目标优化及解耦控制研究[D]. 王鹏.电子科技大学 2018
[9]几种空间耦合机构的构型综合与运动学分析[D]. 张双.北京工业大学 2017
[10]六自由度赛车游戏模拟器控制系统的研究与实现[D]. 袁能.湖南大学 2017
本文编号：3617283
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