一種確定軌跡的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與分析.pdf

1、本論文針對(duì)能精確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的平面軌跡提出了一種新型導(dǎo)引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，該類機(jī)構(gòu)為非對(duì)稱式的兩支鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu)，一側(cè)支鏈為串聯(lián)機(jī)構(gòu)，為機(jī)構(gòu)提供力的支撐;另一側(cè)支鏈為帶有移動(dòng)副的五桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)移動(dòng)副的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)位移補(bǔ)償，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)精確軌跡的目的。整體機(jī)構(gòu)為冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)引支鏈在精確實(shí)現(xiàn)軌跡的同時(shí)，可以帶動(dòng)與導(dǎo)引支撐支鏈運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)通過(guò)兩條支鏈的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，使得末端操作器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所受的力與速度始終保持一致。這一設(shè)計(jì)不僅克服了串聯(lián)機(jī)構(gòu)精度受

2、限的缺點(diǎn)，同時(shí)也可通過(guò)五桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)軌跡的精確導(dǎo)引。
　　為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)預(yù)期的目的，首先，確定了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則基于螺旋理論綜合出一系列的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)并畫出相應(yīng)的三維簡(jiǎn)圖，結(jié)合應(yīng)用選擇其中一種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。其次，根據(jù)所選的導(dǎo)引機(jī)構(gòu)類型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與性能分析，對(duì)導(dǎo)引機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解的求解、工作空間的計(jì)算以及速度雅克比矩陣的計(jì)算，基于雅克比矩陣對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜剛度、靈巧性的分析，并與串聯(lián)機(jī)構(gòu)的相關(guān)性能進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證機(jī)構(gòu)性能的優(yōu)

3、越性;對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬樣機(jī)的仿真與軌跡規(guī)劃研究，將機(jī)構(gòu)的三維模型導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，將仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的正確性。然后，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行誤差分析，分別考慮由桿長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)、裝配等誤差因素對(duì)機(jī)構(gòu)輸出位置的影響。最后，根據(jù)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)向架U型槽的特定任務(wù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化，并計(jì)算得到導(dǎo)引模塊中補(bǔ)償位移的變化規(guī)律，得到機(jī)構(gòu)各驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的速度、加速度的變化規(guī)律。將優(yōu)化后的結(jié)果利用Simulink/SimMecha