3-1-1-1布局6-PSS并联机器人性能工作空间分析

发布时间：2017-03-21 05:02

  本文关键词：3-1-1-1布局6-PSS并联机器人性能工作空间分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：并联机器人的性能工作空间研究对设计与应用具有重要意义。3-1-1-1布局6-PSS并联机器人是一种新型机构,该机构由Stewart机构演变而来,适用于多自由度运动模拟器等领域。本文基于该并联机器人分析其性能工作空间,为设计与应用提供参考。本文研究的主要内容为3-1-1-1布局6-PSS并联机器人的性能工作空间。根据该并联机器人的结构布局特点,分析了位置正解和位置反解,求出了速度雅克比矩阵。考虑该并联机器人的主要约束,分析了工作空间,为了便于观察,绘制了工作空间三维图及其对应的等高线。分析了机构尺寸参数对工作空间的影响,为选取参数提供依据。分析了运动学和静力学局部各向同性指标在工作空间内的分布状态,绘制了该指标的三维分布图及对应的等高线,求出了力雅克比矩阵。分析了基于运动学和静力学各向同性指标的性能工作空间,绘制了相应的性能工作空间三维图,得出了运动学和静力学各向同性指标的取值范围变化对工作空间的影响。定义了和分析了该并联机器人的运动学性能工作空间、静力学性能工作空间和运动学-静力学性能工作空间,利用Matlab软件绘制了相应的性能工作空间三维图。应用Solidworks软件设计了该机器人的虚拟样机,并利用Adams软件进行仿真,得出相应的仿真曲线,说明该机构具有良好的运动性能。
【关键词】：并联机器人 位置正解 位置反解 工作空间 各向同性指标 运动学性能工作空间 静力学性能工作空间
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的来源和意义9-10
• 1.1.1 课题的来源9-10
• 1.1.2 课题研究的意义10
• 1.2 并联机器人发展与应用简介10-14
• 1.3 性能工作空间概述14
• 1.4 课题研究的主要内容14-16
• 第 2 章 3-1-1-1 布局 6-PSS 并联机器人的位置和工作空间分析16-37
• 2.1 引言16
• 2.2 3-1-1-1 布局 6-PSS 并联机器人的结构布局描述16-18
• 2.2.1 机构的结构布局简介16-18
• 2.2.2 机构的坐标系设定18
• 2.3 3-1-1-1 布局 6-PSS 并联机器人位置反解的解析18-22
• 2.3.1 位置反解求解19-21
• 2.3.2 反解计算实例21-22
• 2.4 正交型 6DOF并联机器人的位置正解分析22-27
• 2.4.1 位置正解分析22-25
• 2.4.2 位置正解实例25-27
• 2.5 3-1-1-1 布局 6-PSS 并联机器人的工作空间分析27-36
• 2.5.1 工作空间的影响因素27-28
• 2.5.2 工作空间的求解方法28-30
• 2.5.3 位置工作空间分析30-32
• 2.5.4 姿态工作空间分析32-33
• 2.5.5 机构参数的影响33-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第3章 机器人运动学性能及其性能工作空间分析37-54
• 3.1 引言37
• 3.2 运动学各向同性性能和运动学性能工作空间的分析37-52
• 3.2.1 雅可比矩阵和运动学各向同性性能指标确定37-39
• 3.2.2 各向同性性能指标在工作空间内的分布39-42
• 3.2.3 速度各向同性取值与工作空间的关系42-48
• 3.2.4 运动学性能工作空间48-52
• 3.3 本章小结52-54
• 第4章 机器人静力学性能及其性能工作空间分析54-73
• 4.1 引言54
• 4.2 静力学各向同性性能和静力学性能工作空间分析54-69
• 4.2.1 力雅克比矩阵和静力学各向同性性能指标确定54-56
• 4.2.2 各向同性性能指标在工作空间内的分布56-60
• 4.2.3 力各向同性取值与工作空间的关系60-64
• 4.2.4 静力学性能工作空间64-69
• 4.3 运动学-静力学性能工作空间分析69-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第5章 机器人三维模型设计及动画仿真73-84
• 5.1 引言73
• 5.2 三维建模73-75
• 5.3 运动学仿真75-83
• 5.3.1 三维模型的导入75-76
• 5.3.2 添加约束和驱动76-83
• 5.4 本章小结83-84
• 结论84-85
• 参考文献85-90
• 致谢90

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