一種新型4自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能分析及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真.pdf

1、由于運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕并且運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，Delta機(jī)器人有加速度快的突出優(yōu)點(diǎn)，從而使其廣泛應(yīng)用于化妝品、食品和藥品的包裝盒電子產(chǎn)品的裝配等領(lǐng)域。但是，Delta機(jī)構(gòu)只有3個(gè)平移的自由度，有一定的局限。一些學(xué)者提出了類似Delta機(jī)構(gòu)的新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其中較著名的如H4機(jī)構(gòu)。本文就是在Delta機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種可以3個(gè)平移，1轉(zhuǎn)動(dòng)的新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)，并分析了這種機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)方面的特性，具體內(nèi)容如下： 判斷確定機(jī)

2、構(gòu)的運(yùn)動(dòng)自由度，建立起機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，建立了機(jī)構(gòu)的幾何約束方程，對(duì)機(jī)構(gòu)的位姿反解進(jìn)行分析計(jì)算。由于機(jī)構(gòu)的位姿正解是并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究的難點(diǎn)，本文用解析法、數(shù)值法兩種方法對(duì)其進(jìn)行分析，并給出了相關(guān)數(shù)值解。 本文用矢量解析法給出了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)雅克比，采用牛頓歐拉法建立了機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)解析式與動(dòng)力學(xué)方程，并進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。 利用機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)值法對(duì)機(jī)構(gòu)的可達(dá)工作空間進(jìn)行了分析，并繪制了特定尺寸下的工作空間的形

3、狀。由于工作空間是并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，本文對(duì)工作空間做了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并分析了機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)工作空間體積值的影響。 奇異位形對(duì)機(jī)構(gòu)的控制影響很大，文章首先從計(jì)算機(jī)構(gòu)雅克比矩陣來分析機(jī)構(gòu)的奇異位形，給出了發(fā)生奇異時(shí)機(jī)構(gòu)的各種位形。然后采用線性叢理論，分析出機(jī)構(gòu)滿足奇異的條件，并在此基礎(chǔ)上，建立起機(jī)構(gòu)的奇異軌跡方程，給出了機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)空間奇異位姿曲面圖，討論了其奇異位姿曲面圖的分布，分析給定了機(jī)構(gòu)的無奇異運(yùn)動(dòng)可達(dá)空間。