可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手Tricept和TriVariant的靜剛度預(yù)估技術(shù)研究.pdf

1、本文結(jié)合新型5自由度可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手TriVariant樣機(jī)開發(fā),系統(tǒng)研究了Tricept和TriVariant兩種機(jī)械手的靜剛度預(yù)估、整機(jī)有限元靜剛度分析與性能評(píng)價(jià)等問(wèn)題,以期為TriVariant樣機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù).全文工作和取得成果如下: □提出一種對(duì)Tricept和TriVariant兩種機(jī)械手末端靜剛度在任務(wù)空間中的分布的快速預(yù)估方法.將機(jī)架暫視為剛體,該方法利用虛功原理和子結(jié)構(gòu)綜合的思想,首先構(gòu)造出系統(tǒng)的

2、線剛度模型和角剛度模型,然后運(yùn)用線性疊加原理建立了兩機(jī)械手整機(jī)末端靜剛度解析模型. □利用上述解析模型,探討了Tricept和TriVariant兩種機(jī)械手的靜剛度評(píng)價(jià)指標(biāo),研究并比較了兩者末端靜剛度在任務(wù)空間中的分布規(guī)律,揭示出系統(tǒng)構(gòu)件的幾何與彈性參數(shù)對(duì)術(shù)端剛度的影響,并得到UPS支鏈連架虎克鉸的剛度是機(jī)械手末端靜剛度薄弱環(huán)節(jié)的重要結(jié)論,進(jìn)而為在概念設(shè)計(jì)階段指導(dǎo)樣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù). □深入研究了并聯(lián)構(gòu)型

3、裝備中各種常用鉸鏈的有限元精確建模技術(shù).同時(shí),為了提高計(jì)算效率,借助有限元軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言,提出了一種可在不同位形下快速建立整機(jī)有限元模型的建模策略與實(shí)施方法,進(jìn)而為整機(jī)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和性能評(píng)價(jià)提供了有力的工具.對(duì)若干典型位形下的靜剛度分析結(jié)果表明,在尺度和彈性參數(shù)等同條件下,Tricept和TriVariant具有極為類似的靜態(tài)特性. □對(duì)TriVariant樣機(jī)進(jìn)行了靜剛度實(shí)驗(yàn)研究.結(jié)果表明,本文提出的