平面三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).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(shí)際應(yīng)用工程要求定位范圍達(dá)到100μm以上。近年來(lái)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(diǎn)的新型微操作機(jī)器人領(lǐng)域。
　　本文通過(guò)對(duì)柔性運(yùn)動(dòng)副與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)副的對(duì)比介紹，得出柔性運(yùn)動(dòng)副可實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)，因此可作為微操作機(jī)器

2、人的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)微操作的高精度。接著對(duì)柔性運(yùn)動(dòng)副的類型進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究柔性運(yùn)動(dòng)副的選材及加工工藝。然后對(duì)三自由度微動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行構(gòu)型研究。通過(guò)對(duì)3-RRR和3-PRR兩種并聯(lián)機(jī)器人的末端運(yùn)動(dòng)特征分析，其他類型如3-PPR并聯(lián)機(jī)器人均可以通過(guò)此構(gòu)型方法推理得到。通過(guò)對(duì)可以實(shí)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(jì)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(yùn)動(dòng)學(xué)方程，確定輸入與輸出參數(shù)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從微操作機(jī)器人設(shè)計(jì)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(guò)柔度分析方法建立平行板式柔性移動(dòng)副和柔性轉(zhuǎn)動(dòng)副的剛度矩陣，采用有限元分析方法對(duì)平行板式柔性移動(dòng)副及柔性轉(zhuǎn)動(dòng)副的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定影響其精度的關(guān)鍵參數(shù)的尺寸，通過(guò)這些關(guān)鍵參數(shù)對(duì)3-PRR型微動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終確定其主體結(jié)構(gòu)，并通過(guò)有限元方法對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行仿真研究，在性能研