一種新型3-RPSR并聯(lián)機械手的設(shè)計與研究.pdf

1、并聯(lián)機械手相對串聯(lián)機械手，在一些工作空間相對有限，而對精度和剛度以及速度要求較高的領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，本課題針對目前串聯(lián)小型機械手的靈活性、以及穩(wěn)定性不足的地方，在國內(nèi)外學(xué)者以及本課題組研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款工業(yè)機器人領(lǐng)域，基于3-RPSR并聯(lián)機構(gòu)的新型機械手，并深入研究。
　　首先，本文對新型3-RPSR并聯(lián)機械手系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，自由度分析及數(shù)目計算；建立位置正解約束方程，采用封閉矢量環(huán)法快捷簡便的求解位置反解；采用數(shù)值計算法與編

2、程工具M(jìn)atlab對機構(gòu)的位置正、反解的正確性進(jìn)行了三維仿真驗證。
　　第二，本文研究了新型3-RPSR并聯(lián)機械手的運動性能，包括奇異性、工作空間、靈巧度；研究得到當(dāng)并聯(lián)機械手位姿參數(shù)出現(xiàn)奇異位形時，相互滿足的關(guān)系式；采用數(shù)值搜索法在 SimMechanics模塊下，求解并聯(lián)機械手的工作空間；以雅可比矩陣條件數(shù)的倒數(shù)作為評價指標(biāo)，分析靈巧度在工作空間的分布及結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　第三，對并聯(lián)機械手建模，在ADAMS虛擬樣機中，對其

3、運動學(xué)及動力學(xué)進(jìn)行關(guān)鍵性能仿真分析；通過規(guī)劃反解的特定軌跡輸出Spline曲線函數(shù)，逆向添加到驅(qū)動電機中，仿真輸出動平臺中心末端的正反解位移、速度、加速度、角度、角速度、角加速度變化曲線；然后對動力學(xué)進(jìn)行仿真，得到其末端動平臺執(zhí)行器有、無載荷的功率變化曲線，獲得機械手的瞬時特性。結(jié)論表明該機械手可以實現(xiàn)高速、高加速度的運動性能。
　　第四，針對3-RPSR并聯(lián)機械手，進(jìn)行ADAMS/Simulink的聯(lián)合程序控制仿真分析。以并聯(lián)機