含五桿閉鏈的并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合及主要運(yùn)動(dòng)性能分析研究.pdf

1、本文對(duì)含五桿閉鏈的并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合問題，—種含五桿閉鏈的混合驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)位置求解、工作空間分析、精度設(shè)計(jì)、實(shí)體模型運(yùn)動(dòng)仿真及機(jī)構(gòu)桿件干涉分析等問題進(jìn)行了比較深入的研究。針對(duì)平面機(jī)構(gòu)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)問題，首次提出了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的灰色模糊評(píng)判方法，并通過實(shí)例進(jìn)行了分析驗(yàn)證。對(duì)平面五桿閉環(huán)機(jī)構(gòu)的類型、運(yùn)動(dòng)性能、拓?fù)涮匦缘冗M(jìn)行了深入分析。通過重點(diǎn)研究5R閉環(huán)機(jī)構(gòu)與RPRPR閉環(huán)機(jī)構(gòu)在并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，綜合出了四種4自由度空間并聯(lián)機(jī)

2、構(gòu)、兩種5自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)和兩種6自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的新構(gòu)型。對(duì)含五桿閉鏈的混合驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解進(jìn)行了求解。根據(jù)該六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)運(yùn)用幾何分析和虛擬桿長相結(jié)合的方法建立起了其運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，將求解并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解歸結(jié)于求解一組具有強(qiáng)耦合性的多元非線性方程組的極值問題。首次提出了利用改進(jìn)遺傳算法來直接優(yōu)化求解并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的所有實(shí)數(shù)解，并通過計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)求出的結(jié)果進(jìn)行分組的方法。實(shí)例分析

3、結(jié)果表明該方法簡單方便，求解精度高，完全可用于對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式的并聯(lián)機(jī)構(gòu)正運(yùn)動(dòng)學(xué)問題求解。根據(jù)該六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合平面五桿機(jī)構(gòu)的工作區(qū)間，運(yùn)用頂點(diǎn)空間分析法分析了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的整體工作空間的形成過程。在分析制約并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的約束條件的基礎(chǔ)上，基于位置逆解方程，通過邊界極值搜索法，給出了并聯(lián)平臺(tái)機(jī)構(gòu)工作空間的二維表示圖及對(duì)應(yīng)于不同z值的x—y平面內(nèi)的工作空間截面形狀。采用有效圓柱體體積來衡量工作空間，詳細(xì)分析了平臺(tái)結(jié)構(gòu)

4、尺寸對(duì)工作空間體積的影響，給出了各參數(shù)對(duì)有效圓柱體體積的影響曲線。在運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解的基礎(chǔ)上，對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行了研究，分析了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異性。研究了并聯(lián)平臺(tái)機(jī)構(gòu)的精度設(shè)計(jì)問題。通過考慮球鉸、回轉(zhuǎn)副間隙誤差隨機(jī)性的影響，在運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的基礎(chǔ)上，建立了該新型六自由度并聯(lián)平臺(tái)的實(shí)際誤差模型，并進(jìn)行了誤差的蒙特卡洛模擬分析和誤差的靈敏度分析，對(duì)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)誤差的影響進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真分析。提出了將精度綜合問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)多目標(biāo)多變量的非線性優(yōu)