平面三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、制造領(lǐng)域中所采用的尺度正由微米邁向納米，隨著加工制造精度的不斷提高，一方面要完成高精度的細(xì)微操作，另一方面要盡量擴(kuò)大微操作的可達(dá)工作范圍，目前多數(shù)實際應(yīng)用工程要求定位范圍達(dá)到100μm以上。近年來很多學(xué)者將研究目標(biāo)擴(kuò)展到具有更大工作空間、更高的終端精度、更好的靈活性能、更高的頻率響應(yīng)以及更低的制造成本等特點的新型微操作機(jī)器人領(lǐng)域。
　　本文通過對柔性運動副與傳統(tǒng)運動副的對比介紹，得出柔性運動副可實現(xiàn)高精度運動，因此可作為微操作機(jī)器

2、人的運動關(guān)節(jié)，以實現(xiàn)微操作的高精度。接著對柔性運動副的類型進(jìn)行設(shè)計，研究柔性運動副的選材及加工工藝。然后對三自由度微動并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行構(gòu)型研究。通過對3-RRR和3-PRR兩種并聯(lián)機(jī)器人的末端運動特征分析，其他類型如3-PPR并聯(lián)機(jī)器人均可以通過此構(gòu)型方法推理得到。通過對可以實現(xiàn)平面三自由度的3-RRR、3-PRR結(jié)構(gòu)的兩種并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行構(gòu)型研究，為微操作機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　采用矢量方程法建立了3-PPR及3-PRR型并

3、聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)運動學(xué)方程，確定輸入與輸出參數(shù)的運動關(guān)系，從微操作機(jī)器人設(shè)計及加工方面考慮，選擇3-PRR結(jié)構(gòu)作為微操作并聯(lián)機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)。最后通過柔度分析方法建立平行板式柔性移動副和柔性轉(zhuǎn)動副的剛度矩陣，采用有限元分析方法對平行板式柔性移動副及柔性轉(zhuǎn)動副的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，確定影響其精度的關(guān)鍵參數(shù)的尺寸，通過這些關(guān)鍵參數(shù)對3-PRR型微動并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，最終確定其主體結(jié)構(gòu)，并通過有限元方法對其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行仿真研究，在性能研