学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

[PP]S类并联机构伴随运动分析与构型设计

作　者: 陈志
导　师: 李秦川
学　校: 浙江理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: [PP]S类并联机构伴随运动螺旋理论奇异位形工作空间
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

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构相比,具有结构简单,设计制作和控制的成本都相对较低的特点。作为少自由度并联机构的很重要的一种,[PP]S类并联机构因其具有两转一移的自由度,受到了广泛的关注,因而在工业上具有很大的应用潜力。本文主要研究[PP]S类并联机构存在着的伴随运动问题,旨在揭示[PP]S类并联机构中各项几何结构参数与伴随运动的内在联系,据此构建无伴随运动的[PP]S类并联机构新构型,并对其进行运动学分析及样机的建立。主要内容包括以下几个方面:基于三个分支平面以及三个球铰中心之间的相对位置关系,对[PP]S类并联机构分类,运用运动学方法,分别对其进行伴随运动的分析并作比较。建立其各项几何结构参数与伴随运动的内在联系,进而提出一般3-PRS并联机构无伴随运动所必须满足的结构几何条件,该结论还适用于其他[PP]S类并联机构。基于无伴随运动的结构条件,演出多种无伴随运动[PP]S类并联机构及其拓扑机构。运用螺旋理论,对3-PRRU并联机构进行了自由度分析,并讨论其消极运动副和伴随运动;利用无伴随运动3-PRRU机构的结构特点,简化位置正反解,同时给出了刀具的位置方程。最后建立3-PRRU并联机构的速度雅可比。基于速度雅可比,分析3-PRRU并联机构的各种奇异位形以及驱动失效。提出3-PRRU机构的摆动能力,利用摆动能力得出机构刀具末端的工作空间,最后得到机构在不同姿态下的灵巧度。通过考察灵巧度的性能图谱,了解机构在那些位姿的时候,运动性能最差,从而使得机构在实际运动过程中,尽量避开这些位姿,提高机构运行时的可靠性。本文研究工作对所有无伴随运动[PP]S类并联机构的研究具有重要的指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-20
  1.1 课题研究的目的和意义  11-16
    1.1.1 并联机器人简介  11-12
    1.1.2 并联机器人的典型应用  12-15
    1.1.3 [PP]S 类并联机器人简介  15
    1.1.4 [PP]S 类并联机器人的典型应用  15-16
  1.2 目前国内外研究现状  16-18
  1.3 本文主要研究内容  18-20
第2章不同支链分布的3-PRS 并联机构的伴随运动分析  20-38
  2.1 引言  20-21
  2.2 姿态描述方法介绍与选取  21-22
  2.3 基于不同支链分布的3-PRS 并联机构的分类  22-23
  2.4 第1 类3-PRS 并联机构  23-26
  2.5 第2 类3-PRS 并联机构  26-30
    2.5.1 三个分支平面对称分布(2_1 类)  28-29
    2.5.2 两个分支平面平行，并垂直于第三分支平面(2_2 类)  29-30
  2.6 第3 类3-PRS 并联机构  30-33
    2.6.1 三个分支平面对称分布(3_1 类)  31-32
    2.6.2 两个分支平面平行，并垂直于第三分支平面(3_2 类)  32-33
  2.7 第4 类3-PRS 并联机构  33-36
    2.7.1 3 个球铰中心不共线(4_1 类)  33-35
    2.7.2 3 个球铰中心共线(4_2 类)  35-36
  2.8 不同类型机构的伴随运动比较  36-37
  2.9 本章小结  37-38
第3章一般[PP]S 类并联机构无伴随运动的结构条件与构型设计  38-48
  3.1 引言  38
  3.2 必要性证明  38-39
  3.3 充分性证明  39-40
  3.4 无伴随运动[PP]S 类并联机构构型设计  40-47
    3.4.1 转换3 个球铰  41-43
    3.4.2 转换中心球铰  43-44
    3.4.3 转换左右2 个球铰  44-46
    3.4.4 过约束[PP]S 类并联机构  46-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章无伴随运动3-PRRU 并联机构的运动学分析  48-59
  4.1 引言  48
  4.2 3-PRRU 并联机构  48-53
    4.2.1 机构简介  48-49
    4.2.2 自由度计算  49-52
    4.2.3 消极运动副  52
    4.2.4 伴随运动  52-53
  4.3 3-PRRU 并联机构的位置分析  53-57
    4.3.1 3-PRRU 并联机构的正解  53-56
    4.3.2 3-PRRU 并联机构的反解  56-57
    4.3.3 刀具位置  57
  4.4 3-PRRU 并联机构的速度分析  57-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章 3-PRRU 样机分析  59-71
  5.1 引言  59
  5.2 3-PRRU 样机简介  59-60
  5.3 3-PRRU 并联机构的奇异性分析  60-62
    5.3.1 反解奇异  60-61
    5.3.2 正解奇异  61-62
    5.3.3 混合奇异  62
  5.4 3-PRRU 并联机构的驱动失效分析  62-65
  5.5 3-PRRU 并联机构工作空间分析  65-68
    5.5.1 3-PRRU 并联机构摆动能力分析  65-67
    5.5.2 3-PRRU 样机工作空间  67-68
  5.6 3-PRRU 并联机构性能指标  68-69
  5.7 本章小结  69-71
第6章总结与展望  71-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间承担的科研任务和主要成果  78

[PP]S类并联机构伴随运动分析与构型设计

内容摘要

全文目录

相似论文