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基于序单开链法的并联机器人动态静力分析程序化研究

作　者: 刘卓
导　师: 罗玉峰
学　校: 南昌大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 并联机器人程序化动力学分析序单开链
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

作者根据并联机器人机构动力学分析的研究现状,基于序单开链理论对并联机器人进行动态静力分析,提出了一种用于实现动力学分析程序自动化的模式方法。本文主要研究内容如下：一、分析了目前各种动力学分析方法的特点,并比较了它们的优缺点。二、运用并联机构逆动力学分析的序单开链法,按机构序单开链结构分解路线的逆序,应用牛顿—欧拉方程建立动力学分析模型,该模型揭示了拓扑结构与动力学之间的内在联系,并与机构运动学分析模型相统一。提出建立动力学程序模型库的思想；并简述了从理论分析到实现程序化的具体步骤。三、为了形成并联机器人动态静力分析的模式方法,对常用的单开链单元进行了分类,并对其进行了动态静力分析,建立动力学分析程序模型。这些单元的分析可以作为子模块来调用,为并联机器人动态静力分析程序化实现提供基础。四、以4自由度的2T-2R并联机器人机构为研究实例,首先在运动分析结果的基础上,将各构件的惯性力和惯性力矩虚加到机构上,然后基于单开链单元进行了动态静力分析,最后得到一维的动力学方程,很方便获得其动力学解。最后介绍了用该方法进行并联机器人机构动力学分析程序化的一般过程,并给出了程序运行的结果,证明该思想方法的是切实可行的。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章绪论  7-16
  1.1 课题研究背景和意义  7-10
    1.1.1 并联机器人概述及其应用  7-9
    1.1.2 课题研究的意义  9-10
  1.2 机构动力学的国内外研究现状与趋势  10-14
    1.2.1 现代机构动力学  10-11
    1.2.2 并联机器人动力学分析主要建模方法  11-14
    1.2.3 并联机器人机构动力分析研究发展趋势  14
  1.3 课题来源、研究内容与目标  14-16
第2章基础理论以及动力学分析程序化实现的思路  16-25
  2.1 基本原理  16-19
    2.1.1 基本运动链  16
    2.1.2 单开链约束度Δ_j  16-17
    2.1.3 运动链(KC)  17
    2.1.4 机构的耦合度κ  17
    2.1.5 动力学分析基本原理  17-18
    2.1.6 动力学分析方程(牛顿——欧拉方程)  18-19
  2.2 序单开链法动力学分析的原理框图  19-20
  2.3 序单开链法的动力学分析一般过程  20-23
  2.4 建立序单开链单元程序模块库的思想以及程序化实现  23
  2.5 本章小结  23-25
第3章并联机器人单开链单元模型与数据库的建立  25-46
  3.1 常见单开链单元动力学模型的建立与程序化  25-45
    3.1.1 Δ_j=0单开链的动态静力分析与程序化  25-35
    3.1.2 Δ_j  35-40
    3.1.3 Δ_j>0单开链的动态静力分析与程序化  40-45
  3.2 本章小结  45-46
第4章并联机器人机构动力学分析程序化  46-57
  4.1 概述  46
  4.2 机构简介以及结构分解  46-47
  4.3 动力分析  47-52
    4.3.1 Δ_j  47-49
    4.3.2 Δ_j=0单开链的动态静力分析  49-50
    4.3.3 动态静力分析相容性方程的建立与求解  50-52
  4.4 机构动力分析程序化  52-53
  4.5 实例分析  53-55
  4.6 本章小结  55-57
第5章结论与展望  57-59
  5.1 结论  57
  5.2 展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
攻读学位期间的研究成果  63

基于序单开链法的并联机器人动态静力分析程序化研究

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