冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析與驅(qū)動優(yōu)化研究.pdf

1、由于冗余驅(qū)動可以改善并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能，近幾年來得到了國內(nèi)外很多研究者的關(guān)注，但是因?yàn)椴⒙?lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式的復(fù)雜性，給機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)帶來了較大難度，國內(nèi)外在此領(lǐng)域取得的研究成果相對較少，而對冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行更加深入細(xì)致的研究，對改善并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)性能和優(yōu)化并聯(lián)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動力(或力矩)具有重要的意義。 本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，選擇應(yīng)用比較廣泛的平面3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)和空間3自由度Tricept并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對象，對并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、不同的冗余驅(qū)動方式，并進(jìn)行逆運(yùn)動學(xué)、逆動力學(xué)分析以及驅(qū)動優(yōu)化研究，為并聯(lián)機(jī)構(gòu)選擇冗余驅(qū)動方式和驅(qū)動優(yōu)化方法提供參考依據(jù)。 首先對平面3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)造關(guān)節(jié)冗余(2-RRR-1-RRR)、支鏈冗余(4-RRR)和混合冗余(3-RRR-1-RRR)三種不同的冗余驅(qū)動方式，對Tricept并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)造關(guān)節(jié)冗余驅(qū)動方式(3-UPS-1-UP)，詳細(xì)推導(dǎo)各機(jī)構(gòu)不同驅(qū)動方式的逆運(yùn)動學(xué)方程，在并聯(lián)機(jī)構(gòu)一定的工作空間內(nèi)分析各機(jī)構(gòu)的靈活度、承載

3、能力和剛度運(yùn)動學(xué)性能。 結(jié)合牛頓－歐拉法對兩個(gè)并聯(lián)機(jī)構(gòu)分別在不同驅(qū)動方式下進(jìn)行動力學(xué)分析，建立不同驅(qū)動方式條件下的逆動力學(xué)模型。針對冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)逆動力學(xué)模型的特點(diǎn)，提出一種最大值最小化的優(yōu)化方法，用以優(yōu)化多個(gè)一次函數(shù)在取絕對值后的最大函數(shù)值。在并聯(lián)機(jī)構(gòu)特定的運(yùn)動規(guī)律條件下，以該方法來優(yōu)化關(guān)節(jié)冗余和支鏈冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)最大驅(qū)動力和功率，以Matlba優(yōu)化工具箱的優(yōu)化模塊來優(yōu)化混合冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的最大驅(qū)動力和功率，并與力2范