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2-RRC-PSS并联机器人运动学理论研究

作　者: 韩林
导　师: 赵新华
学　校: 天津理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 并联机器人位置分析奇异位形工作空间传动性能尺度综合
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文提出了一种新型三平移并联机构,并以该机构为研究对象。在充分分析该并联机构结构特点的基础上,建立了动平台各节点的位置方程,从而推导出其位置正反解方程。并联机器人运动学方程对时间求导,得到机构输入速度与末端输出速度之间的关系传递矩阵,即机器人雅可比矩阵。利用雅可比矩阵,分析了该并联机构的奇异性,并将其分类。根据位置正解的特点,采用位置正解映射法求取机器人的工作空间,并将各杆长约束、转角约束、杆之间的干涉等约束条件考虑在内,绘制出了工作空间三维示意图。由雅可比矩阵推导出机器人条件数,以条件数为衡量机器人传动性能的指标,研究分析了各结构参数变化对机器人传动性能和工作空间的影响。将局部灵活度指标综合为全域性能指标,运用一种可使全域综合操作性能趋优的尺度综合方法,得到了给定设计空间时各结构参数值。利用MATLAB工具进行本文的计算、仿真、绘图等工作。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-19
  1.1 机器人的应用与发展  10-14
    1.1.1 机器人的发展历史  10-11
    1.1.2 国内外机器人发展现状及应用  11-13
    1.1.3 工业机器人研究的发展趋势  13-14
  1.2 并联机器人的发展及其应用  14-16
    1.2.1 并联机构的提出、特点及应用  14
    1.2.2 并联机构的分类  14-15
    1.2.3 并联机器人的发展现状  15-16
  1.3 并联机器人工作空间、传动性能分析及参数优化  16-17
  1.4 本文主要研究内容  17-19
第二章运动学分析  19-23
  2.1 引言  19-20
  2.2 位置分析  20-22
    2.2.1 位置反解  21
    2.2.2 位置正解  21-22
  2.3 实例计算  22
    2.3.1 位置正解  22
    2.3.2 位置反解  22
    2.3.3 结果分析  22
  2.4 本章小结  22-23
第三章奇异位形  23-28
  3.1 引言  23-24
  3.2 奇异原理  24
  3.3 奇异位形的类型  24-26
    3.3.1 Gosselin 和Angeles 的分类方法  24-25
    3.3.2 Ma 和Angeles 的分类方法  25
    3.3.3 F.C Park 的分类方法  25-26
  3.4 奇异位形分析  26-27
  3.5 本章小结  27-28
第四章工作空间  28-34
  4.1 引言  28-29
  4.2 正解映射法  29
  4.3 工作空间分析  29-33
  4.4 本章小结  33-34
第五章传动性能分析  34-42
  5.1 引言  34
  5.2 机构的雅可比矩阵  34-35
  5.3 条件数  35-37
  5.4 并联机器人局部条件数  37-38
  5.5 参数变化对传动性能的影响  38-40
  5.6 参数变化对工作空间的影响  40-41
    5.6.1 工作空间简化  40
    5.6.2 参数变化对工作空间的影响  40-41
  5.7 本章小结  41-42
第六章尺度综合  42-48
  6.1 引言  42
  6.2 运动学分析  42-44
  6.3 工作空间参数  44
  6.4 机构优化评价指标构造  44-46
  6.5 尺度综合  46
  6.6 算例  46-47
  6.7 本章小结  47-48
第七章结论与展望  48-50
  7.1 总结  48
  7.2 展望  48-50
参考文献  50-53
发表论文和科研情况说明  53-54
致谢  54-55

2-RRC-PSS并联机器人运动学理论研究

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