交叉型平面二自由度并聯(lián)機(jī)械手關(guān)鍵技術(shù)及樣機(jī)建造.pdf

1、二自由度并聯(lián)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于高速、高精度的場(chǎng)合,對(duì)機(jī)器人構(gòu)件性能和控制系統(tǒng)性能的要求也越來(lái)越高。提高二自由度并聯(lián)機(jī)器人速度和精度要求使用輕型、高強(qiáng)度以及低慣量的構(gòu)件,但與此同時(shí)會(huì)增加成本和設(shè)計(jì)、控制的難度。如何有效改善并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的操作,是此類機(jī)器人樣機(jī)開發(fā)亟需解決的問題。
　　 本文提出了一種新型交叉型平面二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),與現(xiàn)有二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)相比,具有工作空間與機(jī)構(gòu)尺寸比較大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好,

2、制造成本低,易于控制等優(yōu)點(diǎn),本文主要工作和研究成果如下:
　　 (1)建立了交叉型平面二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,推導(dǎo)出雅可比矩陣,分析了奇異性;在定義了導(dǎo)軌長(zhǎng)度、動(dòng)平臺(tái)長(zhǎng)度以及工作空間與機(jī)架尺寸比等性能指標(biāo)基礎(chǔ)上,分析了這些指標(biāo)與交叉構(gòu)型和非交叉構(gòu)型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的關(guān)系,并得到了相應(yīng)的性能圖譜;基于空間模型理論得到了優(yōu)質(zhì)尺度域,并選擇一種運(yùn)動(dòng)性能較好的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
　　 (2)運(yùn)用拉格朗日法,建立了交叉型平面二自由度并聯(lián)的逆動(dòng)

3、力學(xué)模型,并分析了動(dòng)力學(xué)性能;利用S型速度曲線,優(yōu)化了滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡,該軌跡能使動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、沖擊、振動(dòng)小;預(yù)估計(jì)出作用滑塊上的最大外力和等效質(zhì)量,并選擇了合適的伺服電機(jī)。
　　 (3)分析了不同位型下的振型特性,得到了前兩階振型為移動(dòng),第三階振型為扭動(dòng)的結(jié)論,該結(jié)論為并聯(lián)機(jī)械手的樣機(jī)設(shè)計(jì)提供理論參考
　　 (4)為實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的可視化,應(yīng)用并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析理論,設(shè)計(jì)一款基于Labview+SolidWorks的