少自由度并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為一類機(jī)器人機(jī)構(gòu)，具有精度高、剛度大、速度快和承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。6自由度Stewart型并聯(lián)機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)充分的研究，并在工程實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。少自由度并聯(lián)機(jī)器人由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)便、造價(jià)低并能夠滿足許多少于6自由度應(yīng)用場(chǎng)合的要求，目前已經(jīng)成為機(jī)器人研究的一個(gè)新熱點(diǎn)。本文首先系統(tǒng)分析了少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并對(duì)四自由度并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)研究，然后分析了典型四自由度并聯(lián)機(jī)器人2

2、-RPS-2-SPS的運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)問題，最后首次初步研究了并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)過(guò)約束的分析和自調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及局部自由度的影響和應(yīng)用。 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)支鏈自由度與動(dòng)平臺(tái)自由度的關(guān)系是并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要問題。利用常見運(yùn)動(dòng)副與位移子群間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析了多自由度運(yùn)動(dòng)副S、G、C與單自由度運(yùn)動(dòng)副R、P之間的聯(lián)系及替代規(guī)律，通過(guò)引入運(yùn)動(dòng)連接及其機(jī)械生成元的觀點(diǎn)，研究了運(yùn)動(dòng)連接的并、交運(yùn)算規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出了少自由度并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)?/p>

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。 利用少自由度并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，詳細(xì)討論了四自由度并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。通過(guò)運(yùn)動(dòng)連接運(yùn)算規(guī)則，獲得了眾多可用于構(gòu)成四自由度并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)形式；利用不同運(yùn)動(dòng)支鏈的組合進(jìn)行對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的四自由度并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計(jì)，得到了許多已知結(jié)構(gòu)和一些新的結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證了文章所提出的設(shè)計(jì)方法的正確性。針對(duì)2-RPS-2-SPS四自由度并聯(lián)機(jī)器人，分析了其主動(dòng)副的選擇問題，研究了其運(yùn)動(dòng)

4、學(xué)性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，提出了一種五軸聯(lián)動(dòng)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床的設(shè)計(jì)思路，并應(yīng)用Matlab編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)了仿真程序和算法，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)反解、定姿態(tài)工作空間以及機(jī)床加工過(guò)程的模擬仿真，得出了基于加工軌跡的反解曲線和運(yùn)動(dòng)支鏈的姿態(tài)變化曲線以及定姿態(tài)工作空間的變化規(guī)律。 應(yīng)用重慶大學(xué)黃茂林教授提出的約束不確定的觀點(diǎn)，研究了少自由度并聯(lián)機(jī)器人中的過(guò)約束計(jì)算問題，并初步研究了對(duì)應(yīng)的無(wú)過(guò)約束自調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)還簡(jiǎn)要討論了并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)中局部自由度