伸縮桿—滑塊式并聯機器人靜力學及運動學性能研究.pdf

1、該文介紹了一種新穎的伸縮稈—滑塊式并聯機床,并對其機構組成、自由度、運動學、靜力學及運動學性能進行了基礎性的研究.以下是該文的具體工作: 1)該文首先綜述了機器人的發(fā)展概況及發(fā)展趨勢,簡述了并聯機器人的特點、應用及國內外發(fā)展現狀,并指出了該課題的意義; 2)分析了并聯機構的機構組成,然后利用螺旋理論對該機構的自由度進行了分析計算,從中可以證明機構具有三個平動方向的運動自由度: 3)運動學部分 a) 根據并聯機構的結構求出了并聯機器人的運

2、動學正逆解方程,由運動學正解方程導出其雅可比矩陣.由正逆解方程及雅可比矩陣可得出結論:該機器人的運動學正逆方程求解簡單、表達式為顯式、其雅可比矩陣在工作空間內不存在奇異點;b)求出一階運動影響系數,并對該并聯機構的速度進行了計算及仿真分析,由仿真結果我們可以看出并聯機構在工作空間內速度變化無突變; 4)靜力學部分a)根據虛功原理建立了并聯機器人靜力學正逆解方程,并運用MATLAB軟件對其靜力學特性進行了二維及三維仿真.此項仿真使得我們對

3、該機器人在各種不同形式外力作用下的靜力學特性有了詳細的了解,仿真的結果同時也證明了其靜力學方程推導的正確性;b)建立了機器人的柔度及剛度矩陣,并對剛度進行了計算機仿真,計算了平方柔度矩陣的特征值,并對運動平臺的最小與最大變形進行了仿真; 5)通過對機構雅可比矩陣進行奇異值分解,建立并推導了并聯機構的運動學靈巧性指標,并利用這些指標對該并聯機器人及東北大學于1997年研制的3-TPT三桿并聯機器人的運動學性能進行了評定.由所得結果我們可得