仿下頜運(yùn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的性能分析與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、人類(lèi)的下頜系統(tǒng)具有控制表情、咀嚼食物和表達(dá)語(yǔ)言等重要生理功能。仿下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人是一種能夠模擬人類(lèi)下頜骨運(yùn)動(dòng)行為的仿生機(jī)器人，主要應(yīng)用于下頜系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練、食品質(zhì)地評(píng)估以及牙科材料測(cè)試等領(lǐng)域。隨著仿生技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)日漸成熟，仿下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人逐漸向著擬人化程度更高的方向發(fā)展?；诟叻律岳砟钤O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的工作性能如何值得重點(diǎn)關(guān)注。
　　本文在分析仿下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從仿下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)

2、、結(jié)合并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究方法，對(duì)一種基于6-PUS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的仿下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行工作性能分析與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。
　　首先，簡(jiǎn)述了課題的研究背景及意義，介紹了仿下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究方法，提出了本文主要研究?jī)?nèi)容。
　　其次，介紹了本文中仿下頜運(yùn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的基本情況;建立了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并求出滑塊位置逆解、給出速度逆解以及速度雅可比矩陣的表達(dá)式;通過(guò)拉格朗日方程建立了機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型。
　　接著，分

3、析了影響機(jī)構(gòu)工作空間的主要因素，給出工作空間限制條件的數(shù)學(xué)模型;利用MATLAB軟件編制工作空間的求解程序，并分別求出動(dòng)平臺(tái)在3個(gè)給定姿態(tài)下的工作空間;給出下頜骨對(duì)稱(chēng)張口運(yùn)動(dòng)的近似模擬軌跡，分析工作空間對(duì)它的包容性。
　　然后，定義了機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中可能存在的三種工況，根據(jù)生理學(xué)參數(shù)設(shè)定仿真軌跡以及加載狀況，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真;仿真結(jié)果表明，該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能基本滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求，但在給定工況下滑塊所需驅(qū)動(dòng)力較大，動(dòng)力學(xué)性能有