平面三自由度微動并聯(lián)機器人分析與優(yōu)化設計.pdf

1、制造領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微操作，另一方面要盡量擴大微操作的可達工作范圍，目前多數(shù)實際應用工程要求定位范圍達到100μm以上。近年來很多學者將研究目標擴展到具有更大工作空間、更高的終端精度、更好的靈活性能、更高的頻率響應以及更低的制造成本等特點的新型微操作機器人領域。
　　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器

2、人的運動關節(jié)，以實現(xiàn)微操作的高精度。接著對柔性運動副的類型進行設計，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)機器人進行構型研究。通過對3-RRR和3-PRR兩種并聯(lián)機器人的末端運動特征分析，其他類型如3-PPR并聯(lián)機器人均可以通過此構型方法推理得到。通過對可以實現(xiàn)平面三自由度的3-RRR、3-PRR結構的兩種并聯(lián)機器人進行構型研究，為微操作機器人結構設計奠定了基礎。
　　采用矢量方程法建立了3-PPR及3-PRR型并

3、聯(lián)機器人機構運動學方程，確定輸入與輸出參數(shù)的運動關系，從微操作機器人設計及加工方面考慮，選擇3-PRR結構作為微操作并聯(lián)機器人的主體結構。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動副的關鍵參數(shù)進行了優(yōu)化設計，確定影響其精度的關鍵參數(shù)的尺寸，通過這些關鍵參數(shù)對3-PRR型微動并聯(lián)機構的結構進行設計，最終確定其主體結構，并通過有限元方法對其結構性能進行仿真研究，在性能研