少自由度并聯(lián)機構(gòu)基本型的分析與綜合.pdf

1、并聯(lián)機構(gòu)作為一類機器人機構(gòu)，具有精度高、剛度大、速度快和承載能力強等優(yōu)點。6自由度Stewart型并聯(lián)機器人已經(jīng)進行了相當充分的研究，并在工程實際中得到了廣泛應用。少自由度并聯(lián)機器人由于結(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、造價低并能夠滿足許多少于6自由度應用場合的要求，目前已經(jīng)成為機器人研究的一個新熱點。本文以典型實用的3、4少自由度機器人為對象，參考國外并聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀，進行構(gòu)型設計、優(yōu)選及運動學的研究，進行相應的性能指標的分析和設計，研究其工作空

2、間、軌跡規(guī)劃等問題，尋找少自由度并聯(lián)機器人性能分析與設計的可行、實用方法，為提高并聯(lián)機器人的性能，進行結(jié)構(gòu)的改進提供理論依據(jù)，并結(jié)合機械基礎實驗教學中心機器人實驗室的建設需要，進行并聯(lián)機構(gòu)實驗裝置的設計和運動學仿真。 對并聯(lián)機構(gòu)的拓撲類型綜合做了較為系統(tǒng)的研究。對對稱式平面三自由度并聯(lián)機構(gòu)，采用傳統(tǒng)的運動副替代方法，得到27種平面3自由度并聯(lián)機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)類型。介紹了我國學者楊廷力提出的基于單開鏈的并聯(lián)機構(gòu)拓撲類型綜合方法，并運用

3、該方法對空間3自由度和4自由度并聯(lián)機構(gòu)進行了拓撲類型的綜合，得到了很多有用的并聯(lián)機構(gòu)類型，其中不乏具有弱耦合特性的并聯(lián)機構(gòu)。 介紹了并聯(lián)機構(gòu)特征分析方法，包括基本運動鏈的判定，活動度的類型、機構(gòu)的耦合度。總結(jié)、歸納學者們已經(jīng)提出的典型3、4自由度并聯(lián)機構(gòu)類型，對這些構(gòu)型進行支鏈分析以及性能的定性分析與比較了解了它們的一些優(yōu)缺點，為選用這些機構(gòu)做了初步的工作。 總結(jié)了工程中對并聯(lián)機構(gòu)的基本功能要求，根據(jù)這些功能的要求歸納出

4、了對并聯(lián)機構(gòu)最優(yōu)類型選擇的一般步驟。運用這些步驟，就可以在已有的并聯(lián)機構(gòu)中進行類型的選擇，這為并聯(lián)機構(gòu)的進一步應用打下了基礎。 對對稱形式平面3自由度、典型2T1R型的空間3自由度、典型1T3R空間4自由度并聯(lián)機構(gòu)進行了位置的正、逆分析、工作空間分析、奇異位形分析、速度分析、加速度分析。特別對平面3自由度并聯(lián)機構(gòu)的工作空間進行較為深入的分析，得到了并聯(lián)機構(gòu)在不同桿長情況下工作空間的大小和形狀，知道了在滿足什么樣的桿長情況下可以得

5、到較大的工作空間。 對平面并聯(lián)機器人機構(gòu)中的過約束進行了研究，分析了過約束的形成和計算方法。對平面并聯(lián)機器人的過約束進行了計算，并討論了相應無過約束自調(diào)結(jié)構(gòu)的設計。建立了3-RRR的自調(diào)結(jié)構(gòu)仿真模型，設計運動曲線，得到了自調(diào)結(jié)構(gòu)的自調(diào)位移曲線。 在并聯(lián)機構(gòu)的運動學仿真方面，建立了三曲柄式的平面3自由度并聯(lián)機構(gòu)空間三維模型，并進行了正向和逆向的運動學仿真，得到了輸入輸出曲線。根據(jù)重慶大學實驗平臺的整體尺寸和工作空間要求，采