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运动学支链布局对一类三自由度并联机构结构约束与运动学性能影响

收藏本文 2024-02-17 点赞:16404 浏览:63198 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:支链布局方式对少自由度并联机构的结构约束及运动学性能具有非常重要的影响作用,而目前针对此方面的探讨尚处于个案探讨阶段。本论文以一类含有5自由度运动支链的3自由度并联机构为探讨对象,揭示机构支链布局方式对该类机构的结构约束影响联系及其对机构在运动学层面上的影响作用,主要探讨内容和成果如下:1、首先确定单个运动副的空间布置参数,在此基础上,针对组成并联机构的不同运动支链结构形式,确定决定支链布局形式的尺度参数与结构参数,将机构运动支链空间布局方式变化的几何不足转化为参数取值及组合的数学不足,通过参数的不同取值和组合可得到由相同运动支链构成的不同机构构型,这对提出新型机构构型具有重要的论述作用与实用价值。2、借助螺旋论述,建立少自由度并联机构的全雅克比矩阵,得到少自由度并联机构的速度正、逆解模型,进而获得机构运动支链的末端速度,在此基础上通过考察运动支链驱动力与支链末端速度的方向联系,建立基于支链传动压力角这一机构运动学性能指标,为评价位姿耦合型少自由度并联机构的运动学性能提供了有效指标。3、通过支链空间布局参数的不同取值和组合,分别得到由RPS、PRS、SPR以及PSR运动支链组成的不同构型3-RPS、3-PRS、3-SPR以及3-PSR并联机构,在此基础上探讨了支链布局方式对上面陈述的并联机构的结构约束的影响联系,并利用支链传动压力角运动学性能指标,对所获得的不同构型的3-RPS、3-PRS、3-SPR以及3-PSR并联机构的运动学性能进行了浅析与比较探讨,为后续的机构探讨与构型选型及优化奠定了论述基础。本论文探讨成果对丰富和进展少自由度并联机构学设计论述,推进并联机器人技术的工程运用具有重要的论述作用和实用价值。关键词:支链布局方式论文少自由度并联机构论文结构约束论文运动学性能论文

    中文摘要3-5

    ABSTRACT5-7

    目录7-11

    第一章 绪论11-29

    1.1 课题探讨背景和作用11-22

    1.1.1 6 自由度并联机构的进展与运用11-14

    1.1.2 少自由度并联机构的探讨与运用14-18

    1.1.2.1 3自由度并联机构的探讨与运用15-17

    1.1.2.2 其它少自由度并联机构探讨与运用17-18

    1.1.3 混联机构的进展与运用18-21

    1.1.4 不足的提出与探讨作用21-22

    1.2 国内外探讨情况22-26

    1.2.1 构型设计论述与策略22-24

    1.2.2 机构支链布局与构型优化24-25

    1.2.3 并联机构运动学性能指标25-26

    1.3 本论文主要探讨内容26-29

    第二章 支链布局参数及机构运动学性能评价指标建立29-41

    2.1 引言29

    2.2 支链布局形式的相关参数29-34

    2.2.1 常用运动副的空间布局参数29-31

    2.2.2 机构运动支链的空间布局参数31-34

    2.3 基于支链传动压力角的机构运动学性能评价指标建立34-39

    2.3.1 少自由度并联机构全雅克比矩阵的建立34-37

    2.3.2 基于支链传动压力角的机构运动学性能评价指标37-39

    2.4 小结39-41

    第三章 支链布局对 3-RPS 并联机构的约束影响与性能浅析41-63

    3.1 引言41

    3.2 3-RPS 并联机构的支链布局参数与不同构型41-45

    3.3 支链布局对 3-RPS 并联机构的约束影响45-51

    3.3.1 3-RPS 并联机构全雅克比矩阵的建立45-48

    3.3.2 支链布局对 3-RPS 并联机构的约束影响浅析48-51

    3.4 3-RPS 并联机构的运动学性能浅析51-61

    3.4.1 3-RPS 并联机构位置逆解浅析51-55

    3.4.2 3-RPS 并联机构的运动学性能浅析55-61

    3.4.2.1 基于支链传动压力角的运动学性能指标的建立55-56

    3.4.2.2 3-RPS 并联机构运动学传动性能浅析56-61

    3.4.2.2.1 3-RPS 并联机构的单支链传动性能浅析57-58

    3.4.2.2.2 3-RPS 并联机构的链间传动性能浅析58-61

    3.5 小结61-63

    第四章 支链布局对 3-PRS 并联机构的约束影响与性能浅析63-87

    4.1 引言63

    4.2 3-PRS 并联机构的支链布局参数与不同构型63-67

    4.3 支链布局对 3-PRS 并联机构的约束影响67-72

    4.3.1 3-PRS 并联机构的全雅克比矩阵的建立67-70

    4.3.2 支链布局对 3-PRS 并联机构的约束影响浅析70-72

    4.4 3-PRS 并联机构的性能浅析与比较72-85

    4.4.1 3-PRS 并联机构位置逆解72-77

    4.4.2 3-PRS 并联机构运动学性能浅析77-85

    4.4.2.1 基于支链传动压力角的运动学性能指标的建立77-78

    4.4.2.2 3-PRS 并联机构运动学传递性能浅析78-85

    4.4.2.2.1 3-PRS 并联机构单支链传动性能浅析79-82

    4.4.2.2.2 3-PRS 并联机构的支链之间传动性能浅析82-85

    4.5 小结85-87

    第五章 支链布局对 3-SPR 并联机构的约束影响与性能浅析87-111

    5.1 引言87

    5.2 3-SPR 并联机构的支链布局参数与不同构型87-91

    5.3 支链布局对 3-SPR 并联机构的约束影响91-96

    5.3.1 3-SPR 并联机构的全雅克比矩阵的建立91-94

    5.3.2 支链布局对 3-SPR 并联机构的约束影响94-96

    5.4 3-SPR 并联机构的性能浅析与比较96-109

    5.4.1 3-SPR 并联机构位置逆解96-100

    5.4.2 3-SPR 并联机构运动学性能浅析100-109

    5.4.2.1 基于支链传动压力角的运动学性能指标的建立100-101

    5.4.2.2 3-SPR 并联机构运动学传递性能浅析101-109

    5.4.2.2.1 3-SPR 并联机构的单支链传动性能浅析102-104

    5.4.2.2.2 3-SPR 并联机构的链间传动性能浅析104-109

    5.5 小结109-111

    第六章 支链布局对 3-PSR 并联机构的约束影响与性能浅析111-135

    6.1 引言111

    6.2 3-PSR 并联机构的支链布局参数与不同构型111-118

    6.3 支链布局对 3-PRS 并联机构的约束影响118-123

    6.3.1 3-PSR 并联机构的全雅克比矩阵的建立118-121

    6.3.2 支链布局对 3-PSR 并联机构的约束影响浅析121-123

    6.4 3-PSR 并联机构的性能浅析与比较123-133

    6.4.1 3-PSR 并联机构位置逆解123-124

    6.4.2 3-PSR 并联机构运动学性能浅析124-133

    6.4.2.1 基于支链传动压力角的运动学性能指标的建立125-126

    6.4.2.2 3-PSR 并联机构运动学传递性能浅析126-133

    6.4.2.2.1 3-PSR 并联机构单支链传动性能浅析126-130

    6.4.2.2.2 3-PSR 并联机构的支链之间传动性能浅析130-133

    6.5 小结133-135

    第七章 全文结论135-137

    7.1 结论135-136

    7.2 工作展望136-137

    附录137-151

    A.1 引言137

    A.2 3-SPR 并联机构位置浅析137-150

    A.3 小结150-151

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