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自由度并联机构的平行机设计毕业论文.doc

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自由度并联机构的平行机设计毕业论文.doc

第1页共32页课题:自由度并联机构的平行机设计系科机械系专业机电一体化/工业外贸班级姓名指导教师完成日期第2页共32页摘要文中从运动副分析入手,对一种运动解耦的三自由度并联机构进行了构型研究,该机构由三个正交分布的支链组成,且机构的运动副均为转动副,构成了机构动平台x、y、z三个方向的平动解耦;在机构构型研究的基础上,对其进行了运动学分析,推导出了该并联机构的运动学正反解,分析了机构输入/输出的速度和加速度等,验证了该机构运动解耦的特性。这对该机构的动力学分析、控制策略、机构设计和轨迹规划等方面的研究,具有一定的理论意义。关键词:三自由度并联机构;构型;运动学;第3页共32页第一章引言1.1并联机器人的出现及特点并联机器人是一类全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,与目前广泛应用的串联式机器人在应用上构成互补关系,在新的历史阶段中,并联机器人还将有更为广泛的应用。它可以作为航天上的对接器、航海上的潜艇救援对接器;工业上可以作为大件的装配机器人、精密操作的微动器;可以在汽车总装线上自动安装车轮部件;另外,医用机器人,天文望远镜等都利用了并联技术。并联机器人与已经用的很好、很广泛的串联机器人相比往往使人感到它并不适合用作机器人,它没有那么大的活动空间,它活动上平台远远不如串联机器人手部来得灵活。的确这种6-TPS结构的并联机构其工作空间只是一个厚度不大的蘑菇形空间,位于机构的上方,而表示灵活度的末端件3维转动的活动范围一般只在60°上下,角度最大也达不到±90°。可是和世界上任何事物一样都是一分为二的,若用并联式的优点比串联式的缺点,也同样令人吃惊。首先,并联式结构其末端件上平台同时经由6根杆支承,与串联的悬臂梁相比,刚度大多了,而且结构稳定;第二,由于刚度大,并联式较串联式在相同的自重或体积下有高得多的承载能力;第三,串联式末端件上的误差是各个关节误差的积累和放大,因而误差大而精度低,并联式没有那样的积累和放大关系,误差小而精度高;第四,串联式机器人的驱动电动机及传动系统大都放在运动着的大小臂上,增加了系统的惯性,恶化了动力性能,而并联式则很容易将电动机置于机座上,减小了运动负荷;第五,在位置求解上,串联机构正解容易,但反解十分困难,而并联机构正解困难反解却非常容易。由于机器人的在线实时计算是要计算反解

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