新型可重構混聯(lián)機械手TriceptⅣ的剛度建模與分析.pdf

1、本文密切結合汽車工業(yè)對多坐標可重構制造裝備的需求，在國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)重點項目課題的資助下，研究了一種新型五坐標可重構混聯(lián)機械手TriceptⅣ的運動學逆解、工作空間分析、靜剛度分析及設計方法等問題。論文取得以下研究成果：
　　 1)根據(jù)該混聯(lián)機械手的結構特點，研究了其運動學逆解問題，考慮到該機械手恰約束支鏈為系統(tǒng)提供了冗余驅動而造成其逆解不唯一，文中從保證整機靜剛度性能的角度出發(fā)，提出了一種有效的運動學逆解方

2、法。為了分析該混聯(lián)機械手工作空間的構成，提出了一種基于運動學正解的工作空間搜索方法，在給定尺度參數(shù)的條件下可有效地得到該機械手的可達空間與任務空間。
　　 2)基于變形疊加原理，將機械手末端剛體變形分解為無約束主動支鏈(UP-S支鏈)和恰約束主動支鏈(UPP-支鏈)沿理想軸線的拉壓變形、UPP-支鏈彎曲變形、UPP-支鏈扭轉變形。利用物理關系、本構關系、幾何關系，分別構造它們各自的柔度模型，最后利用結構力學的變形疊加原理在界面協(xié)

3、調(diào)條件下建立了機械手末端的柔度模型，并通過算例分析了TriceptⅣ混聯(lián)機械手在工作空間中的剛度分布規(guī)律。
　　 3)借助有限元軟件AWB模塊，研究了該混聯(lián)機械手快速參數(shù)化建模技術。以各參數(shù)模型在各自極限位置處的側向剛度最優(yōu)為設計目標，在滿足機械設計中尺寸限制的前提下，權衡工作空間/機構占地面積比和系統(tǒng)剛度確定出滿足設計要求的尺寸參數(shù)。以若干典型位姿為例，對比分析了剛度解析模型與有限元模型的差異，驗證了剛度解析模型的有效性。在尺