變拓撲并聯(lián)機器人機構(gòu)結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)相似，機構(gòu)特性卻不同，進一步深入研究變拓撲并聯(lián)機構(gòu)，不但有利于發(fā)現(xiàn)更多的新構(gòu)型，提高機構(gòu)的有效構(gòu)型比例和實用性，同時也為并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型優(yōu)選和計算機輔助設計創(chuàng)造了條件。本課題主要針對變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的變拓撲方式、機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對并聯(lián)機構(gòu)性能的影響、機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)改變前后性能的變化以及變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的應用進行了較為系統(tǒng)的研究。 第一，在明確變拓撲結(jié)構(gòu)機構(gòu)的本質(zhì)以及基本變拓撲方式等基礎上，分別給出了構(gòu)態(tài)變拓撲結(jié)構(gòu)機構(gòu)(

2、變胞機構(gòu))和構(gòu)型變拓撲結(jié)構(gòu)機構(gòu)具體的數(shù)學定義，進一步完善了變拓撲結(jié)構(gòu)機構(gòu)的理論體系。同時，針對不同的拓撲結(jié)構(gòu)特性，分別研究了平面和空間變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的變拓撲方式，并以典型的平面和空間并聯(lián)機構(gòu)為例進行了分析，得到了許多拓撲結(jié)構(gòu)類似的新型變異型并聯(lián)機構(gòu)。 第二，在機構(gòu)構(gòu)型分析的基礎上，以4-TPT及其變拓撲結(jié)構(gòu)形式4-PTT并聯(lián)機構(gòu)為例，對機構(gòu)結(jié)構(gòu)約束特征、位置解、奇異位形、工作空間進行了系統(tǒng)研究，并提出了基于LabVIEW軟件的并

3、聯(lián)機構(gòu)工作空間三維描述法；最后，分析了機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對機構(gòu)性能的影響，比較了兩機構(gòu)的各種性能指標，為機構(gòu)構(gòu)型的優(yōu)選提供了一定的理論依據(jù)。 第三，基于運動雅克比矩陣和力雅克比矩陣，分別對4-TPT及4-PTT變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的線速度、角速度傳遞性能評價指標以及力、力矩傳遞性能評價指標進行分析、比較，繪制了四種指標的性能圖譜，并明確了拓撲結(jié)構(gòu)變化對機構(gòu)靈巧度的影響，為4-TPT及4-PTT變拓撲并聯(lián)機構(gòu)實際應用提供了依據(jù)。 第四