一種混聯(lián)平面三自由度混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的概念局限于具有確定運(yùn)動(dòng)的剛性構(gòu)件系統(tǒng)，是不可控的。傳統(tǒng)的閉環(huán)機(jī)構(gòu)常由恒速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，只有機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸與其輸出的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)，只能近似完成單一的任務(wù)和實(shí)現(xiàn)末端軌跡曲線上的少數(shù)軌跡點(diǎn)，并不能精確完成任意給定的運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)加工機(jī)械的主要缺點(diǎn)就是缺少柔性，要想變換系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)就必須更改機(jī)構(gòu)的尺寸或類型。但是這種改變通常費(fèi)用較高并且非常麻煩，甚至不能隨便更換。在這種條件下，混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)與現(xiàn)代機(jī)器人機(jī)構(gòu)成本與性能上的一個(gè)良好折中

2、，在理論上能夠比較理想地結(jié)合機(jī)器人機(jī)構(gòu)的靈活性與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的高速度、高效率、高承載力等優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新思路。
　　本課題提出一種基于3RRR機(jī)構(gòu)的較新型混聯(lián)機(jī)構(gòu)。通過應(yīng)用Assur桿組法及圖論理論對(duì)平面3-DOF全轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)件分類和構(gòu)件組合，得到了一種最基本的三條支鏈對(duì)稱的運(yùn)動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)。然后運(yùn)用拓?fù)渑邎D插點(diǎn)法畫出了其拓?fù)渑邎D，并對(duì)其支鏈進(jìn)行分類并插入拓?fù)渑邎D中，再進(jìn)行同構(gòu)分析得到了6種運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)型。最后，運(yùn)用

3、一種新的基于構(gòu)件關(guān)系的圖論描述方法推導(dǎo)出了此機(jī)構(gòu)的混聯(lián)構(gòu)型，并對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)用分析。
　　在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中，傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)中常用矢量環(huán)建模法來分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。本文介紹了各種數(shù)學(xué)建模方法，即四元數(shù)方法，對(duì)偶矩陣，對(duì)偶矢量方法。在運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解方法中，分析比較了吳文俊方法，零括號(hào)代數(shù)法等。通過對(duì)比選擇了簡(jiǎn)潔清晰的D-H矩陣法來建立此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型并完成機(jī)構(gòu)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。
　　對(duì)于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的建模約束條件，本文分析了此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的可動(dòng)性及

4、奇異性。首先本章基于平面單閉環(huán)連桿機(jī)構(gòu)的可裝配性原理分別分析了混聯(lián)機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)獨(dú)立閉環(huán)的雙曲柄存在條件并對(duì)其中較重要的一個(gè)五桿閉環(huán)進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)奇異分析，最后通過計(jì)算幾何中的知識(shí)分析了該機(jī)構(gòu)的工作空間。
　　最后本文通過Pro/E建立了此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的裝配模型并在Pro/E機(jī)構(gòu)模塊中對(duì)此混聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和軌跡仿真。然后把Pro/E中的模型導(dǎo)入到Adams中進(jìn)行協(xié)同仿真來模擬此混聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化規(guī)律，得到了此混聯(lián)機(jī)構(gòu)軌跡參考點(diǎn)C