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一种新型3-RPUR并联机构的运动学分析及仿真研究

作　者: 马宁
导　师: 李仕华
学　校: 燕山大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 并联机构位置正解工作空间奇异位形运动仿真
分类号: TH113.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 245次
引　用: 2次
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内容摘要

空间少自由度并联机器人机构和传统的六自由度并联机器人机构相比,具有结构简单,设计、制造和控制的成本都相对较低的特点。特别是具有分支完全相同的、结构对称、具有各向同性的对称少自由度并联机构更具应用潜力。本文在全面分析国内外空间三自由度并联机器人研究与应用发展状况的基础上,对三维移动3-RPUR并联机构模型进行理论分析。首先,论文分析了3-RPUR并联机构模型的结构特点,并计算了机构的自由度,接着采取一种基于反螺旋及其相关性概念判别空间并联机构输入合理性的原理,判别了初始位置时输入选取的正确性,随后利用Klein映射原理对任意位形下主动输入选取的合理性进行了判别。其次,论文建立了机构数学模型(即约束方程),利用常规解析法求出了机构的位置反解,然后利用连续法求出了机构的位置正解。再次,利用虚拟机构法求解了机构在特定位姿下的一阶影响系数矩阵,并建立了机构的速度输入输出方程,绘制了机构动平台在不同方向匀速运动时,三个移动驱动副的速度变化规律曲线,接着建立了机构二阶影响系数矩阵,并对加速度进行了分析。随后,论文基于等效杆长的约束条件用极限边界数值搜索算法对该机构的理想工作空间进行了分析,并利用Matlab绘制了机构在给定参数下的工作空间图形,然后通过数据分析得出关于转角约束对工作空间产生影响的规律,最后分析了该机构在工作空间内和工作空间外的奇异位形。最后以Solidworks为平台,对机构进行了运动学仿真。实现了前面的研究工作的可视化。

一种新型3-RPUR并联机构的运动学分析及仿真研究

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