一種商聯(lián)機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計.pdf

1、隨著工業(yè)制造水平的高速發(fā)展，對工業(yè)裝備性能指標(biāo)的要求也日益提升。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看，單一的多自由度機(jī)構(gòu)已難以滿足日益提升的高性能運(yùn)動學(xué)以及動力學(xué)要求。因此，由兩個模塊所構(gòu)成的商聯(lián)機(jī)構(gòu)孕育而生，它結(jié)合了串聯(lián)機(jī)構(gòu)與并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，通過兩個低自由度模塊聯(lián)合運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)整體的高自由度運(yùn)動。其低自由度模塊不僅可以縮短機(jī)構(gòu)運(yùn)動鏈的長度從而提高剛度，而且還可以降低設(shè)計的復(fù)雜度和成本，同時提高系統(tǒng)的可靠度。在目前的研究中，商聯(lián)機(jī)構(gòu)已有完善的系統(tǒng)化的機(jī)構(gòu)型綜

2、合方法，其子模塊可以由串聯(lián)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，甚至還能由混聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，這使得商聯(lián)機(jī)構(gòu)具有非常豐富的實(shí)現(xiàn)形式。定位誤差作為機(jī)構(gòu)重要的性能指標(biāo)，本文在分析了商聯(lián)機(jī)構(gòu)定位誤差的來源后，發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)間隙與加工和裝配誤差等所造成的定位誤差不同，它是隨機(jī)的、不確定的，且無法通過標(biāo)定等方法對其完全補(bǔ)償。因此，本文主要針對由關(guān)節(jié)間隙所造成的商聯(lián)機(jī)構(gòu)的定位誤差進(jìn)行了全面的研究。
　　本文在位形誤差和位姿誤差的基礎(chǔ)上，建立了受關(guān)節(jié)間隙影響的旋轉(zhuǎn)副、直線副

3、以及球面副各自的位姿誤差模型。接著，基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部誤差與運(yùn)動類型誤差的分類方法，建立了商聯(lián)機(jī)構(gòu)總體的內(nèi)部誤差和運(yùn)動類型誤差與各個模塊的位姿誤差之間的關(guān)系。然后，本文以一個五桿機(jī)構(gòu)模塊與直線副模塊構(gòu)成的具有平面運(yùn)動類型PL(z)的商聯(lián)機(jī)構(gòu)，在分析了五桿機(jī)構(gòu)的正反向運(yùn)動學(xué)、奇異性以及可達(dá)工作空間后，按照前述方法建立了其總體的位姿誤差模型，并通過 Matlab中的CVX工具箱求得了其在工作空間內(nèi)任意一點(diǎn)的最大位姿誤差。在此基礎(chǔ)上，本文最后