混合驅(qū)動(dòng)3-RRR平面混聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兼有傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)和伺服機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),在理論上解決了柔性化、高效率和高承載等方面的困難問(wèn)題,成為現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)與研究的一個(gè)新領(lǐng)域?；旌向?qū)動(dòng)平面混聯(lián)機(jī)構(gòu)是本文的研究重點(diǎn)。從機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)上分析,該類型機(jī)構(gòu)結(jié)合了串聯(lián)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的共同優(yōu)點(diǎn)。混聯(lián)機(jī)構(gòu)在某種程度上也可作為一種可重構(gòu)機(jī)構(gòu),為混聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究提供了一種新的方向?；炻?lián)機(jī)構(gòu)的研究為新機(jī)構(gòu)的探索和由平面向空間的轉(zhuǎn)換奠定基礎(chǔ)。本文以混合驅(qū)動(dòng)3-RRR平面混聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,主要對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行

2、構(gòu)型分析,運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、參數(shù)化建模和運(yùn)動(dòng)仿真分析。
　　運(yùn)用Assur桿組法和圖論法對(duì)平面三自由度機(jī)構(gòu)的構(gòu)型進(jìn)行分析,結(jié)合構(gòu)件的分類、構(gòu)件的組合、機(jī)構(gòu)的同構(gòu)等理論,得出本文研究的3-RRR平面混聯(lián)機(jī)構(gòu)?；跈C(jī)構(gòu)的可裝配性原理和可動(dòng)性準(zhǔn)則,對(duì)3-RRR平面混聯(lián)機(jī)構(gòu)中曲柄的存在情況進(jìn)行了具體的分類?？偨Y(jié)出曲柄條件與桿長(zhǎng)關(guān)系表,該表能迅速?gòu)臋C(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的桿長(zhǎng)關(guān)系算出機(jī)構(gòu)中曲柄的存在情況和具體數(shù)目。
　　詳細(xì)探討了混沌粒

3、子群算法和標(biāo)準(zhǔn)粒子群的區(qū)別和聯(lián)系。通過(guò)具體的算例驗(yàn)證了這兩種算法在優(yōu)化上的特點(diǎn)。用混沌粒子群算法對(duì)位置正解進(jìn)行求解。將正解求得的結(jié)果,代入約束方程組中,得出的逆解結(jié)果與正解提供的條件相一致。通過(guò)對(duì)逆解的求解,驗(yàn)證了正解所用方法的準(zhǔn)確性。通過(guò)求解機(jī)構(gòu)的Jacobian矩陣,具體分析了機(jī)構(gòu)的奇異性。用圖解法闡述了機(jī)構(gòu)存在奇異的情況,提出避免機(jī)構(gòu)正向奇異的條件。應(yīng)用 Matlab軟件分析了機(jī)構(gòu)的工作空間,在相同的桿長(zhǎng)和不同的初始轉(zhuǎn)角情況下,動(dòng)

4、平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)軌跡是大小和方位不同的橢圓。在相同的轉(zhuǎn)角,不同的桿長(zhǎng)取值范圍,可得到類似于心形的動(dòng)平臺(tái)軌跡。
　　通過(guò)質(zhì)點(diǎn)系和剛體的凱恩方程,推導(dǎo)出了整個(gè)機(jī)構(gòu)的凱恩動(dòng)力學(xué)方程。分析了機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中主動(dòng)力和慣性力在廣義坐標(biāo)下的廣義主動(dòng)力和廣義慣性力。用凱恩方程法建立混聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程,得到二階非線性強(qiáng)耦合的微分方程組。
　　文中闡述了Pro/E從參數(shù)建模,裝配到導(dǎo)入ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真的全過(guò)程。通過(guò)給主動(dòng)件添加常速驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)