文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
含有中间约束分支的三自由度并联机构综合与性质研究
姓名:刘萍莉
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:路懿
20070401
摘要随着并联机器人技术的发展,少自由度并联机器人由于具有结构相对简单,控制容易,造价低等特点,深受学者们的关注,成为机器人领域一个新的研究热点,而且在工业生产领域有着广阔的应用前景。本文在国家自然科学基金的支持下,在分析国内外少自由度并联机器人研究与应用发展状况的基础上,用解析法和计算机辅助几何法研究了三种含有中间约束分支的三自由度并联机构的性质。首先,基于募负卧际⒊叽缭际⒊叽绶匠毯统叽缜际构造出种含有中间约束分支的三自由度并联机构。其次,用解析法对疷/、疪三种含有中间约束分支的三自由度并联机构进行位置分析、速度分析和加速度分析,并且根据虚功原理对疷⒘;菇辛司擦Ψ治觥W詈螅诠乖斓奈恢媚D饣股锨蠼出空间并联机构的位置;在同一草图中同时作出机构在不同时刻的三个位置模拟机构,通过约束方程使这三个位置逐次逼近,构造出机构的速度一加速度模拟机构,求解出空间并联机构的速度和加速度;根据模拟机构的各个分支取极值时得到相应的边界轮廓曲线,通过放样命令构造出并联机构的工作空间;并且对解析法所求的位置反解、速度反解和加速度反解进行了验证。论文的工作为进一步研究含有中间约束分支的三自由度并联机构的实用性奠定了一定的理论基础。关键词并联机器人;解析法;计算机辅助几何法;位置分析;速度分析;加速度分析;工作空问;静力分析
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刳萍萄日期心州瓿日期:.灸昴暝鹿谌燕山大学硕士学位论文原创性声明日期:年年月弓护燕山大学硕士学位论文使用授权书不保密本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《含有中间约束分支的三自由度并联机构综合与性质研究》,是本人在导师指导下,在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字《含有中间约束分支的三自由度并联机构综合与性质研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有,本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭作者签名:导师签名:
第滦髀并联机器人概述并联机器人机构可以定义为:上下平台用龌个以上分支运动链相连,机构具有龌个以上自由度,且以并联方式驱动的机构称为并联机器人机构。但是从机构学的角度出发,只要是多自由度的,驱动器分配在不同环路上的并联多环机构都可以称为并联机构。必备的要素有以下几点:末端执行器必须具有运动自由度;这种末端执行器通过几个相互关联的运动链或分支与机架相联接;每个分支或运动链由唯一的移动副或转动副驱动‘。年那发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置。年首次对⒚鞯恼庵只菇辛嘶寡б义上的研究,并将其推广应用为飞行模拟器的运动产生装置,该机构是目前应用最广的并联机构,被称为埂辏琀首次提出把六自由度并联机构作为机器人操作器,由此拉开并联机器人研究的序幕。并联机器人作为一类全新结构的机器人自世纪年代以来开始引起机器人学理论界和工程界的广泛关注,与之相关的国际研讨会、研究论文的发表都在急剧增加。美国、日本先后有纫慌д叽邮虏⒘;魅说难芯浚⒐⒎ü⒌鹿⒍砺匏埂韩国等国家的研究机构和企业也先后开展了研究工作。我国也非常重视并联机器人的研究与开发,中国科学院沈阳自动化研究所、哈尔滨工业大学、清华大学、天津大学、北京航天航空大学、燕山大学等许多单位都在开展了这方面的工作,并取得了大量的研究成果。年燕山大学研制了中国第一台并联机器人试验样机。与传统的串联机器人相比,并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷小、动力性能好、控制容易等一系列优点。串、并联机构的优缺点恰好相反,称为串并联的“对偶关系”,由于对偶关系的存在,并联机器人的出现,更加丰富了机器人的家族成员,弥补了串联机器人的不足,扩大了整个机器人的应用领域。并联机器人机构主要有如下
少自由度并联机构研究现状尚心D馄鱏在年首次提出把杂啥炔⒘;魅俗为飞行模拟器,从此开辟了并联机器人应用的先河。在并联机器人领域,“狦平台机构”几乎是“飞行模拟器”的代名词。