安装于行走机器人上的六自由度加工装置机构分析与设计

发布时间：2023-05-18 01:05

　　本文分析设计了一种安装于行走机器人上的六自由度加工装置,该加工装置可实现在结构复杂的密闭空间、野外等特殊工况下的加工作业,如潜艇、飞机的内仓加工和大型结构面的多点加工。首先,根据该六自由度加工装置的设计要求,设计了六自由度加工装置的整体机构布局。推导了该加工装置机构的位置反解方程,建立了其速度雅克比矩阵。其次,利用边界搜索法绘制了该加工装置机构的位置和姿态工作空间立体图,定义了工作空间性能评价指标,并分析了机构尺寸参数对性能评价指标的影响规律。然后,建立了该加工装置静力学平衡方程和力雅克比矩阵,定义了其静力、力矩各向同性性能指标,利用这一指标分析了该机构各向同性性能在工作空间的分布情况,绘制出了三维分布图及相应等高线。并以力和力矩雅可比矩阵条件数方差的最小值为目标对其部分结构参数进行了优选,然后建立了其动力学模型。再次,利用矢量微分法建立了该机构的误差模型,求得了其误差传递矩阵。基于所求得的误差传递矩阵对该加工装置的各单项误差源对末端位姿的影响规律进行了探讨,绘制了位姿参数和几何参数的变化对末端误差的影响曲线,基于误差分析结果,确定了对加工装置位置和姿态影响较为敏感的位姿参数和几何参数...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 加工机器人
        1.2.2 行走机器人
        1.2.3 六自由度装置
        1.2.4 安装于行走机器人上的六自由度加工装置
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 六自由度加工装置机构的运动学分析
    2.1 引言
    2.2 设计要求
        2.2.1 机构布局描述
        2.2.2 坐标系的建立
    2.3 六自由度加工装置的位置反解
    2.4 六自由度加工装置的雅克比矩阵求解
    2.5 本章小结
第3章 六自由度加工装置机构工作空间分析
    3.1 引言
    3.2 影响工作空间的因素
    3.3 工作空间的求解方法
    3.4 工作空间求解
        3.4.1 位置工作空间求解
        3.4.2 姿态工作空间求解
    3.5 参数优化指标确定
    3.6 结构参数影响
    3.7 本章小结
第4章 六自由度加工装置机构的力学分析
    4.1 引言
    4.2 力雅克比矩阵求解
    4.3 静力学性能评价
    4.4 基于静力性能的几何参数优选
    4.5 动力学分析
        4.5.1 系统的动能
        4.5.2 系统的位能
        4.5.3 动力学方程
    4.6 本章小节
第5章 六自由度加工装置机构的精度分析
    5.1 引言
    5.2 建立加工装置的误差模型
    5.3 精度分析
        5.3.1 各个单项误差源对末端位姿误差的影响
        5.3.2 位姿参数和结构参数对加工装置精度的影响
    5.4 一般误差补偿方法简述
    5.5 本章小结
第6章 六自由度加工装置虚拟样机设计及运动仿真
    6.1 引言
    6.2 加工装置虚拟样机设计
    6.3 加工装置的运动仿真
        6.3.1 三维模型的导入
        6.3.2 在Adams中设置材料属性和约束关系
        6.3.3 添加驱动及仿真分析
    6.4 样机的制造
    6.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3818366