文档介绍：天津大学
博士学位论文
一类2R1T三自由度并联机构的设计理论与方法研究
姓名:齐明
申请学位级别:博士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:黄田
20070101
摘要联机构的运动学性能指标体系,并以两种两转一移三自由度并联机构为例,研基础上,系统研究了机构尺度综合方法。该方法首先给定任务工作空间形,化权重指标,以设计变量加权和最大为目标函数,进而建立机构精度综合本文密切结合开发特种加工并联运动装备的需求,系统研究了少自由度并究了其尺度综合、位置正解分析、精度分析与综合等问题。论文取得了如下创造性成果:口分析了雅可比矩阵构造原理,利用约束条件建立了少自由度并联机构的全速度雅可比矩阵通用模型。该模型行列数均与位形空间维数相同,包含了一对末端蟛畈跋斓某叨炔问畔ⅰ;诟媚P停镁卣驲商的性质提出一种基于支链误差传递率的性能评价指标。口以/和疨刮Q芯慷韵螅菇ㄆ淙俣妊趴杀染卣蟆T诖在考虑必要的约束条件的基础上,确定设计变量的取值范围,继而采用遗传算法得到最优解。研究结果表明,对于等同的任务空间,/机构的操作性能要略优于/机构。口采用解析法研究了/和疨沟奈恢谜馕侍狻Q芯拷峁明,两者的位置正解模型无论从方程结构还是维数上均相同。口利用空间矢量链分析法,研究了/和疨⒘;沟奈蟛罱问题。由误差模型可知,由支链虎克铰的加工和装配误差,以及套筒导轨扭角误差引起的末端误差为不可控误差。在此基础上,预估了末端执行器在工作空间内的位姿误差范围。研究结果表明,对于等同的任务空间,疨沟募负尉ǘ纫B杂庞疨埂口借助灵敏度分析方法,在统计意义下定量揭示出几何误差源对/和疨⒘;鼓┒宋蟛畹挠跋臁;诖耍低逞芯苛嘶沟木ǘ茸酆方法。该方法以构件制造公差为设计变量,根据灵敏度分析结果确定并简的优化数学模型,最后以误差满足设计精度且兼顾公差均衡为约束条件,采用遗传算法求解。研究结果表明,对于等同的任务空间,两种机构的构件制造公差总体相差较小。天津大学博士学位论文一
口上述研究成果不但为指导/和糞/机构的设计奠定了坚实的理论基础,而且对开发同类制造装备具有重要的参考价值。关键词:并联构型装备,雅可比矩阵,尺度综合,位置正解,精度分析,精度综合天津大学博士学位论文
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翩槐‰签字日期彩严办膨目学位论文作者签名:备明导师签名:够田学位论文作者签名:奄明年。』月嘣独创性声明学位论文版权使用授权书┠耭暑日写过的研究成果,也不包含为获得苤叠盘堂或其他教育机构的学位或证书而使本学位论文作者完全了解墨鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定:特授权苤鲞盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字日期://
第一章绪论课题研究背景和意义的应用Ⅲ以并联机构作为全部或部分进给机构的机床或机器人系统。而并联机构的概念则被国际机械理论及机构学联合会台以及连接二者的若干开式运动链蟪莆VЯ组成的多闭环机械系统。并联机构的起源可追溯到年,钤缣岢觥台式并联机构,并于年与杓屏擞闪醪⑿邢咝灾Я粗С帕礁銎教ǖ穆痔ゲ馐机.;晔状谓自由度并联机构应用于飞行模拟器,并删土似在并联机构研究行业的一世英名,随后这种杂啥炔⒘;贡幻猄平台渤谱鱏平台W年澳大利亚著名教授岢隹将教ɑ褂米龌魅撕螅⒘机构由于其高刚度、高速度及承载能力强等优点,受到了各国岛脱踅缪究人员的广泛关注与重视,并在世纪年代后得到迅猛发展,成为机构学的研究热点之一。在理论研究方面,涉及各类并联机构的结构学、运动学、动力学、刚度和精度等研究;在应川方面涉及在机床、机器人、测量机、定位装置、医疗器械、传感器以及微动机械等领域目前,国内外已开发的并联构型装备可根据自由度的多少分为两大类。其一为以教ḿ捌溲苌刮T偷牧杂啥炔⒘9剐妥氨福虚拟轴机床、定位平台等。其】最具代表性的是荚同&居广义上的并联构型装各,后简称为泛指于年定义为:由动平台、静平于年发表了著名论文《天津大学博士学位论文图痔ゲ馐曰
年美国芝加哥国际机床博览会上推出的虚拟轴机床一,以槟庵峄埠鹜及美国就蓖瞥鰂此后还有多个国家的公司和研究机构致力于并联构型装备的开发,如美国荆⒐鶪公司,俄罗斯荆餐﨧荆毡荆穑簁公司,瑞典司,丹麦/,以及德国、加拿大、意大利、西班牙、荷兰、澳大竞蚑