3-UPU-UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)剛度求解與優(yōu)化.pdf

1、為了提高對生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)性，滿足快速多變的市場需求，全球機(jī)械制造業(yè)都在積極探索和研制各種新型多功能的制造裝備與系統(tǒng)。其中在結(jié)構(gòu)技術(shù)上的突破性進(jìn)展當(dāng)屬九十年代問世的并聯(lián)構(gòu)型裝備(Parallel Kinematics Machines)。作為并聯(lián)構(gòu)型的一項(xiàng)重要性能評價指標(biāo)，靜剛度不僅與機(jī)器人機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與機(jī)構(gòu)的尺度參數(shù)和截面參數(shù)密切相關(guān)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度能夠影響它的靜、動態(tài)特性和負(fù)載下的定位精度，因此，為了設(shè)計(jì)出大剛度的并聯(lián)機(jī)器

2、人，基于靜剛度性能分析和設(shè)計(jì)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究至關(guān)重要。
　　 本文以理論分析為基礎(chǔ)，以虛擬仿真為輔助，采用MatLab、Pro/E、ANSYSWorkbench等工程軟件，開展對3-UPU/UPU并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)仿真與剛度性能分析及優(yōu)化。論文主要在以下幾個方面進(jìn)行了研究:
　　 (1)概述并聯(lián)機(jī)器人的發(fā)展歷程、并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出了本課題研究的意義。
　　 (2)圍繞能夠?qū)崿F(xiàn)空間三維移動的3

3、-UPU/UPU并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，建立該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)模型及位置、速度映射方程，對其進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)性能分析，并利用多體系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件RecurDyn V7R3進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真。
　　 (3)結(jié)合3-UPU/UPU機(jī)構(gòu)運(yùn)動特點(diǎn)，建立該機(jī)構(gòu)的質(zhì)量守恒剛度、全局剛度及局部剛度解析模型;并基于質(zhì)量守恒剛度矩陣推出此機(jī)構(gòu)的剛度映射公式，研究了3-UPU/UPU機(jī)構(gòu)在工作空間的剛度分布及剛度性能。
　　 (4)以人口規(guī)模為設(shè)計(jì)變量，以上

4、下表面的半徑為約束條件，以整體機(jī)構(gòu)的最大剛度為目標(biāo)函數(shù)，運(yùn)用遺傳算法，對3-UPU/UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度進(jìn)行優(yōu)化。
　　 (5)借助于子結(jié)構(gòu)綜合的思想及ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)的語言，提出了一種針對于3-UPU/UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)有限元建模的方法和具體實(shí)現(xiàn)過程，利用ANSYSWorkbench對3-UPU/UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。
　　 本課題通過對少自由度3-UPU/UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度及其優(yōu)化的研究，這對研發(fā)此類新型產(chǎn)