并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及虛擬樣機(jī)開發(fā).pdf

1、并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Parallel Coordinate Measuring Machine)具有承載能力強(qiáng)，剛度大，誤差小，精度高，自重負(fù)荷小，動(dòng)力性能好，控制容易等一系列的優(yōu)點(diǎn)，與目前廣泛應(yīng)用的串聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在應(yīng)用上構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系，具有廣闊的應(yīng)用前景。并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)部分在并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)研究中占有重要作用，運(yùn)動(dòng)學(xué)正、反求解問題是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的難點(diǎn)之一。本論文以一種6-TPS型六自由度并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為研究對(duì)象，深入研究了運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)建模、

2、正逆求解,基于MATLAB的數(shù)學(xué)模型仿真，并完成了基于ADAMS的虛擬樣機(jī)的開發(fā)，通過對(duì)該虛擬樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的研究，提出一種簡(jiǎn)單，快捷的并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)正逆求解方法。 在此過程中，主要完成了以下工作： 闡述了研究背景和意義，綜述國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究概況及存在的一些問題，針對(duì)6-TPS并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)用齊次坐標(biāo)變換矩陣來描述各驅(qū)動(dòng)桿之間的空間關(guān)系，在此基礎(chǔ)上建立坐標(biāo)系，從而建立運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型， 提出了基于廣義逆

3、(Moore-Penrose)的Newton 迭代法正解算法，并將其用于并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的正逆求解。利用MATLAB編寫正、逆求解程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果證明了該數(shù)學(xué)模型的正確性和算法的有效性、穩(wěn)定性。 對(duì)6-TPS并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)虛擬樣機(jī)在UG環(huán)境中的幾何建模過程進(jìn)行了詳細(xì)的描述，分析了各部件結(jié)構(gòu)尺寸以及對(duì)整體樣機(jī)的影響；在ADAMS環(huán)境下進(jìn)行了虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，真實(shí)呈現(xiàn)該并聯(lián)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，并驗(yàn)證了模型的運(yùn)動(dòng)正