一種三自由度微動并聯(lián)機器人的運動學及動力學性能分析.pdf

1、本文以中電集團創(chuàng)新基金項目“晶體自主減振技術(shù)研究”為背景，并且為之設(shè)計了三自由度微動并聯(lián)機器人以滿足其要求。本文以該三自由度微動并聯(lián)機器人為研究對象，建立了其運動學數(shù)學模型、動力學數(shù)學模型和虛擬樣機模型，通過對比分析證明建模的正確性，并且分析了該三自由度微動并聯(lián)機器人的運動學和動力學特性。最后通過對其結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，確定其最小固有頻率，為其伺服帶寬確定提供參考。論文的主要研究工作總結(jié)如下：
　?。?）設(shè)計了并聯(lián)機器人的構(gòu)型，并且

2、根據(jù)機器人的構(gòu)型分析了并聯(lián)機器人的自由度，建立了三自由度微動并聯(lián)機器人的運動學數(shù)學模型和虛擬樣機模型，通過仿真算例驗證了兩個模型的正確性，并且根據(jù)仿真結(jié)果給出了有關(guān)于運動規(guī)劃方面的建議；分析了限制并聯(lián)機器人工作空間的結(jié)構(gòu)尺寸因素，并且根據(jù)運動學正解和限制因素求出了并聯(lián)機器人的工作空間。
　?。?）采用拉格朗日方程法建立三自由度微動并聯(lián)機器人的動力學數(shù)學模型，同時建立了該機器人的虛擬樣機動力學模型，分別使用上述兩種方法針對同一仿真算

3、例進行了仿真分析，并且對比兩種方法的仿真結(jié)果得知兩種方法所得結(jié)果吻合良好，證明了所建立的三自由度微動并聯(lián)機器人的動力學數(shù)學模型和該機器人的虛擬樣機動力學模型的正確性；根據(jù)所建立三自由度微動并聯(lián)機器人動力學數(shù)學模型對影響該機器人動力學特性的因素進行了分析并且根據(jù)分析結(jié)果對該并聯(lián)機器人的驅(qū)動電機的選擇提出了相應的建議；建立了三自由度微動并聯(lián)機器人的剛度模型，從剛度的角度為驅(qū)動電機的選擇提供了依據(jù)。
　?。?）確定了以三條路徑（從工作空

4、間橫截面中心至其邊緣；沿工作空間橫截面邊緣中點到橫截面頂點；沿豎直軌跡由高到低）對工作空間內(nèi)三自由度微動并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)最小固有頻率進行分析；建立了動平臺處于不同位置時對應的三自由度微動并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)模型，并且在ANSYS中進行模態(tài)分析，得出動平臺處于不同位置時對應結(jié)構(gòu)的最小固有頻率；最后分析在工作空間中該三自由度微動并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)的最小固有頻率分布情況，確定了該三自由度并聯(lián)微動機器人在其工作空間中結(jié)構(gòu)的最小固有頻率，為確定該三自由度