基于連桿機(jī)構(gòu)的新型并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、Delta機(jī)構(gòu)及其衍生機(jī)構(gòu)被認(rèn)為是工業(yè)化應(yīng)用中最為廣泛且成功的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。由于其響應(yīng)速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)在食品和藥品等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。從結(jié)構(gòu)角度來看，Delta機(jī)構(gòu)為支鏈中具有閉環(huán)平行四邊形的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，而目前針對并聯(lián)機(jī)構(gòu)支鏈中含有閉環(huán)連桿單元結(jié)構(gòu)形式的研究較少，且沒有成形的設(shè)計(jì)理論和方法以及有些機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不合理，致使其在工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程中受到極大的阻礙。本文基于上述背景，提出了單支鏈含閉環(huán)連桿單元的并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型方案，并相應(yīng)對其

2、中的典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)性能等參數(shù)分析及評判，為含連桿單元的并聯(lián)機(jī)構(gòu)工業(yè)化設(shè)計(jì)應(yīng)用提供一定的理論和技術(shù)支持。
　　首先，本文通過約束螺旋與運(yùn)動螺旋互逆的關(guān)系進(jìn)行了運(yùn)動支鏈的設(shè)計(jì)，得到了不同形式的運(yùn)動支鏈，根據(jù)運(yùn)動支鏈對動平臺所提供約束，完成了具有不同自由度的構(gòu)型設(shè)計(jì)。對部分新型機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維建模，分別介紹了各部分的具體結(jié)構(gòu)。基于連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動特點(diǎn)和運(yùn)動豐富、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工等設(shè)計(jì)原則，選取了其中的新型3-5RS并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為后續(xù)研究對

3、象。
　　然后，對新型3-5RS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析，主要內(nèi)容包括:采用封閉矢量法對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)正、反解以及速度、加速度進(jìn)行了分析及求解。建立了機(jī)構(gòu)的位移輸出輸入方程、速度和加速度輸出輸入方程，為后續(xù)分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　接著，對新型3-5RS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能進(jìn)行了分析。運(yùn)用Mathematica繪制了工作空間的范圍，利用速度雅克比矩陣的分析，得到了機(jī)構(gòu)發(fā)生奇異的數(shù)學(xué)判據(jù)，在此基礎(chǔ)上建立了機(jī)構(gòu)的剛度矩陣，對機(jī)構(gòu)的靈巧性