2-PRS-2-UPS四自由度并聯(lián)工作臺(tái)工作精度研究.pdf

1、自從斯圖爾特機(jī)構(gòu)出現(xiàn)以后，并聯(lián)機(jī)構(gòu)在過去幾十年里得到了快速發(fā)展。并聯(lián)機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)不同，它采用多個(gè)并聯(lián)的連桿驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式使機(jī)構(gòu)剛度大承載能力強(qiáng)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為串聯(lián)機(jī)構(gòu)的的一個(gè)有力補(bǔ)充，是機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，但是其在實(shí)用階段仍然面臨著不少問題，尤其是精度問題是其生產(chǎn)實(shí)用化的最大難題。本文研究的是一種新型的2-PRS/2-UPS四自由度并聯(lián)工作臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、位置和性能分析，并在所建立的誤差模型基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)構(gòu)的誤差進(jìn)行了

2、分析，為機(jī)構(gòu)的最終定型設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)的選取以及機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償提供了理論基礎(chǔ)。具體內(nèi)容和解決的關(guān)鍵性問題如下:
　　1)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位置分析，利用上下平臺(tái)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的關(guān)系，建立了機(jī)構(gòu)的空間閉環(huán)矢量模型，在該模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)的位置反解和正解模型。
　　2)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了工作空間分析，給出了機(jī)構(gòu)的桿長限制、桿長干涉、轉(zhuǎn)角限制和滑塊行程限制的條件，并對(duì)機(jī)構(gòu)約束的具體情況進(jìn)行了數(shù)值算例?；跈C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解模型采用求導(dǎo)的方法建立了機(jī)構(gòu)

3、的一階影響系數(shù)，并利用所建立的一階影響系數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)的局部奇異、邊界奇異和構(gòu)型奇異進(jìn)行了具體分析，求出了機(jī)構(gòu)特殊形位下的幾種位姿。
　　3)在機(jī)構(gòu)的空間閉環(huán)矢量模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用微分學(xué)理論，建立了機(jī)構(gòu)的誤差模型，得到了機(jī)構(gòu)誤差傳遞的雅各比矩陣。分析了桿長誤差、伸縮桿驅(qū)動(dòng)誤差、滑塊驅(qū)動(dòng)誤差、鉸鏈間隙誤差對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)定位精度的影響，利用matlab對(duì)這幾種誤差源的影響情況進(jìn)行了仿真。在給定誤差的情況下，討論了機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)繞X軸和Y軸轉(zhuǎn)角α