可重構(gòu)混聯(lián)機械手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)機械手TriVariant樣機開發(fā),系統(tǒng)研究了Tricept和TriVariant兩種機械手的靜剛度預(yù)估、整機有限元靜剛度分析與性能評價等問題,以期為TriVariant樣機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù).全文工作和取得成果如下: □提出一種對Tricept和TriVariant兩種機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,然后運用線性疊加原理建立了兩機械手整機末端靜剛度解析模型. □利用上述解析模型,探討了Tricept和TriVariant兩種機械手的靜剛度評價指標(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)對術(shù)端剛度的影響,并得到UPS支鏈連架虎克鉸的剛度是機械手末端靜剛度薄弱環(huán)節(jié)的重要結(jié)論,進而為在概念設(shè)計階段指導(dǎo)樣機的結(jié)構(gòu)設(shè)計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,為了提高計算效率,借助有限元軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計語言,提出了一種可在不同位形下快速建立整機有限元模型的建模策略與實施方法,進而為整機系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的詳細設(shè)計和性能評價提供了有力的工具.對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TriVariant樣機進行了靜剛度實驗研究.結(jié)果表明,本文提出的