一種三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能分析.pdf

1、本文以中電集團(tuán)創(chuàng)新基金項(xiàng)目“晶體自主減振技術(shù)研究”為背景，并且為之設(shè)計(jì)了三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人以滿足其要求。本文以該三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人為研究對(duì)象，建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型、動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型和虛擬樣機(jī)模型，通過(guò)對(duì)比分析證明建模的正確性，并且分析了該三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性。最后通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，確定其最小固有頻率，為其伺服帶寬確定提供參考。論文的主要研究工作總結(jié)如下：
　　（1）設(shè)計(jì)了并聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)型，并且

2、根據(jù)機(jī)器人的構(gòu)型分析了并聯(lián)機(jī)器人的自由度，建立了三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型和虛擬樣機(jī)模型，通過(guò)仿真算例驗(yàn)證了兩個(gè)模型的正確性，并且根據(jù)仿真結(jié)果給出了有關(guān)于運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方面的建議；分析了限制并聯(lián)機(jī)器人工作空間的結(jié)構(gòu)尺寸因素，并且根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和限制因素求出了并聯(lián)機(jī)器人的工作空間。
　　（2）采用拉格朗日方程法建立三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，同時(shí)建立了該機(jī)器人的虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，分別使用上述兩種方法針對(duì)同一仿真算

3、例進(jìn)行了仿真分析，并且對(duì)比兩種方法的仿真結(jié)果得知兩種方法所得結(jié)果吻合良好，證明了所建立的三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型和該機(jī)器人的虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的正確性；根據(jù)所建立三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型對(duì)影響該機(jī)器人動(dòng)力學(xué)特性的因素進(jìn)行了分析并且根據(jù)分析結(jié)果對(duì)該并聯(lián)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇提出了相應(yīng)的建議；建立了三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的剛度模型，從剛度的角度為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇提供了依據(jù)。
　?。?）確定了以三條路徑（從工作空

4、間橫截面中心至其邊緣；沿工作空間橫截面邊緣中點(diǎn)到橫截面頂點(diǎn)；沿豎直軌跡由高到低）對(duì)工作空間內(nèi)三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)最小固有頻率進(jìn)行分析；建立了動(dòng)平臺(tái)處于不同位置時(shí)對(duì)應(yīng)的三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)模型，并且在ANSYS中進(jìn)行模態(tài)分析，得出動(dòng)平臺(tái)處于不同位置時(shí)對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的最小固有頻率；最后分析在工作空間中該三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的最小固有頻率分布情況，確定了該三自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人在其工作空間中結(jié)構(gòu)的最小固有頻率，為確定該三自由度