四自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其性能的研究.pdf

1、空間少自由度并聯(lián)機(jī)器人與空間六自由度并聯(lián)機(jī)器人相比，具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、制造簡(jiǎn)單方便，構(gòu)件少，成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來(lái)機(jī)器人研究中的一個(gè)熱點(diǎn)，具有較高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)于二、三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究已基本成熟。對(duì)于機(jī)構(gòu)對(duì)稱、分支完全相同、各向同性的對(duì)稱四、五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，也做了較多的研究，而對(duì)于非對(duì)稱的四、五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，由于其研究較復(fù)雜，仍處于起步階段，這在一定程度上影響了該類并聯(lián)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用。本文對(duì)一種

2、新型的非對(duì)稱四自由度2PRS/2PRRS并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了機(jī)構(gòu)性質(zhì)的研究，并通過(guò)研制樣機(jī)和聯(lián)機(jī)調(diào)試對(duì)該機(jī)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　首先，基于螺旋理論綜合出了一種新型的非對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)(2PRRS/2PRS)，并用Solidworks和ADAMS對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真。運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果和理論分析結(jié)果吻合：機(jī)構(gòu)具有四個(gè)自由度，分別為沿X，Z軸的兩個(gè)移動(dòng)自由度和沿X，Y軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
　　其次，推導(dǎo)了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆

3、解、正解和雅克比矩陣，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了速度和加速度的分析。通過(guò)分析機(jī)構(gòu)的奇異性，得出當(dāng)動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)都為正方形時(shí)，機(jī)構(gòu)在原點(diǎn)位置是奇異的。為了避開(kāi)奇異位置，提出了兩種解決方案，一種是動(dòng)平臺(tái)為一個(gè)對(duì)角線相互垂直的四邊形，非梯形；另一種解決方案是動(dòng)平臺(tái)為一個(gè)對(duì)角線相互垂直的梯形。通過(guò)對(duì)這兩種方案的奇異性、工作空間和靈活度進(jìn)行分析比較，最終選擇了性能較好的四邊形動(dòng)平臺(tái)。
　　最后，基于前面的理論分析，進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計(jì)，研制出了該新型機(jī)構(gòu)