文档介绍：摘要少自由度并联机构近年来成为国际机构学和机器人领域研究的热点。它的运动学研究也随之受到越来越多的关注。在机构运动学分析中,矩阵扮演着一个不可或缺的角色。然而对于少自由度并联机构,目前却没有一种统一并实用的建立其矩阵的方法。为此,本文基于杂啥炔⒘;沟挠跋煜凳ǎ攵一类少自由度并联机构棺杂啥鹊扔谥Я醋杂啥仁,给出建立其罭型矩阵和虷矩阵的方法。同时通过引入仿射坐标系,将该方法发展适用于全部类少自由度并联机构。利用罭型矩阵找出机构Ⅳ个输入速度元素与Ⅳ个独立输出速度元素间的映射关系。并利用坐标变换,为Ⅳ自由度并联机构给出一种建立蚃卣蟮姆椒ā在现有的少自由度并联机构中,结构对称的杂啥炔⒘;估方隙蹋掖部分现有机型的自由度为三转两移。在黄真教授等人于年利用基于约束螺旋的型综合理论认清这类机构的约束关系并综合出机构实例后,人们才意识到这类机构的确存在。然而,仅仅意识到事物的存在并不代表认清它的本质。为了加深对该类机构本质的认识并探索这类机型的实用性,本文首先在现存的余种机型中找出种机型,并提出中禄汀U只筒唤鼍哂型耆ǘ猿频慕峁剐问剑可以采用机架副或与杌架耜邻的移动副作为驱动副。完全对称的结构形式有助于机构获得近似各向同性的运动学特性。机架副驱动有助于减轻机构的额外负载,提高机构的运行速度。移动副驱动则有助于提高机构的承载能力和加工精度。此外,本文还首次综合出支链结构及安装条件对称的三移两转的并联机构。运动学是机构分析的重要组成部分。而谈到运动学又不可避免地涉及到机构的奇异位型。由于约束关系的特殊性,杂啥炔⒘;故┘釉谠硕教ㄉ嫌行г际一般只能为一。因而,这类机型的奇异可以分为两类,即支链内部发生类似于串联机构的奇异以及锁住驱动副后施加在运动平台上的约束螺旋发生线性相关的奇异。本文在前述的种机型中,找出在奇异分析中具有代表性的只汀6运堑恼理论上,完全对称的三转两移杂啥炔⒘;咕哂幸话阈缘挠τ谩NA搜芯两类奇异都做了详细的阐述和分析。
这类机型的实用性,本文作者研制了一台慧匝脚⒘Q⑹迪制淇刂葡低场据本文作者了解,这台样机应是世界上首台该类机构的样机。这台样机的出现不仅为黄真教授等人提出基于约束螺旋的型综合理论的正确性提供了有力的佐证,为研究这类机构的运动特性等提供了依据,而且对该类机型的实用化进行了有益的探索。关键词少自由度并联机构;;;;奇异;完全对称杂啥炔联机构:凰苤鰾并联样机燕山大学下学博十学位论文
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第滦髀并联机构的起源茎美并联机构的英文名为以上独立运动支链连接运动平台及固定平台,简称。它一般指通过两个或两个并控制运动平台运动的闭环机构А并联机构萌芽于二十世纪二千年代末。年,在其专利申请中提出一种基于球面并联机构的娱乐装置,并于年获得专利权【俊U獯蟾攀堑谝桓鲇史料记载的并联机型,如图尽關⒚髁艘恢只诓⒘;沟呐漆机器人,并于年取得了专利【.。一些学者相信⒚鞯呐缙图⒘S槔肿爸图牟⒘;牟⒘;厂房中的⒘;痵痵
机器人是第一个用于工业生产的并联机器人。年,为了研究飞机着陆时轮胎存在的问题,杓屏艘恢致痔ゼ觳庾爸茫梢匀我飧谋渎痔サ奈恢煤头较颍图所示。该机构于年在英国伯明翰的工厂正式投入使用直至年,如图尽4咏峁股峡矗珿机构的动平台通过六个相同的独立分支与定平台相联接,每个分支中含有一个联接动平台的球铰、一个移动副和一个连接定平台的球铰。为避免绕两个球铰中心连线的自转运动,实际生产中常用一个万向铰来代替其中一个球铰。年,美国高级工程师在毫不清楚姆⒚鞯那榭鱿乱捕懒⒌发明了类似于牟⒘;共⒂晟昵肓俗ɡ】,如图所示。此后,他将该专利授权给飞行模拟器制造公司,从而生产了世界上首台商用的飞行模燕山大学下学博士学位论文图提出的并联机构图世界上首台飞行模拟器岢龅腟机构’·
拟器,如图尽辏琒提出了一种飞行运动模拟器【,如图所示,它是一个三角形的运动平台,由鲆貉垢浊梢阅D个自由度的空间值得一提的是,国际上一些学者为了区别褂隨机构,将发明的机构称作騂啤>」苋绱耍踅缛云毡榘牙六支链连接上下平台且由移动副作为驱动副的六自由度并联机构称为埂=裉欤癎—”几乎成为六自由度并联机器人机构的代名词,是并联机器人领域使用最多的名词之一。为了克服串联机器人刚性差、误差累积等诸多缺点,年澳大利亚著名机构学学者首次提出把褂τ玫焦ひ祷魅松稀纬梢恢中碌牧杂度并联机器人。和在年首次利用这种机构设计出了用于装配的机器人【浚纱死2⒘;魅搜芯康男蚰弧K婧螅琒机构开始被应用到装配机器人、步行机器入和机器人手腕。相关研究也开始大量出现并逐渐成为国际机器入学研究的热点之一。年,美台上的线性手臂的运动辏ü腗岢霾⒊晒ρ兄屏薎并联机构的样机【】,如图尽T诠冢普娴热嗽暄