《過約束五自由度混聯(lián)機器人機構設計理論研究》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《過約束五自由度混聯(lián)機器人機構設計理論研究（2頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 過約束五自由度混聯(lián)機器人機構設計理論研究 具有兩移動一轉動自由度 (2T1R) 和兩轉動一移動自由度 (2R1T) 過約束并聯(lián) 機構 , 具有結構簡單的特點 , 已成為少自由度并聯(lián)機構中的研究重點。 基于 3 自由 度過約束并聯(lián)機構所構造的過約束 5 自由度混聯(lián)機器人 , 融合了串聯(lián)機器人工作 空間大、靈活性好以及并聯(lián)機構剛度大、承載能力強的特點 , 被廣泛應用于空間 復雜曲面的零部件加工領域。 本文針對航空航天、汽車、船舶等領域復雜曲面加工任務要求 , 開展過約束 5 自由度混聯(lián)機器人機構設計及理

2、論研究。主要研究內容如下 : 借助螺旋理論對 組成少自由度并聯(lián)機構的常用典型分支進行了約束分析 , 并按分支的平面與空間 運動特點對其進行分類 ; 在 2R1T并聯(lián)機構中 , 其中具有 2 條連續(xù)轉軸的并聯(lián)機構 運動解耦性好 , 使其運動學模型簡單 , 易于得到機構的運動學解析解 , 故對轉動自 由度轉軸與分支結構約束的關系進行分析 ; 對剛體繞 2 軸線連續(xù)轉動的情況進行 研究 , 旨在得到分支布置對運動副的影響。 對綜合出的 2T1R平面并聯(lián)機構 3PRR進行結構改進 , 增設 1 條 PRR分支 , 組成 驅動冗余

3、并聯(lián)機構。 為增加了機器人的可研究性 , 對機構動平臺拆分設計 , 使其成 為易于實現(xiàn)變胞機構的運動冗余平面并聯(lián)機構 , 機構的變胞性有助于實現(xiàn)機構運 動冗余和驅動冗余模式的切換。 基于得到的 2PRR~2+R平面并聯(lián)機構構造出新型 5 自由度混聯(lián)機器人構型 , 并對其并聯(lián)部分進行了系統(tǒng)的運動學、動力學及剛度分析 , 基于靈活性指標完成 了機構的尺寸優(yōu)化 , 對機構分支進行了結構拓撲優(yōu)化和機械結構設計并完成樣機 研制。根據 2R1T并聯(lián)機構轉動自由度轉軸位置 , 對 2R1T并聯(lián)機構進行分類 , 給出 構造 5

4、自由度混聯(lián)機器人構型原則 , 然后基于綜合出的具有 2 條連續(xù)轉軸的 2RPU/UPR并聯(lián)機構 , 給出 5 自由度混聯(lián)機器人構型方案。 根據機構的轉軸性質 , 提出構造混聯(lián)機器人等效串聯(lián)模型法 , 借助混聯(lián)機器 人的等效串聯(lián)模型 , 對機構進行了位置、 速度和加速度正反解分析 ; 基于運動學模 型對混聯(lián)機器人進行了動力學分析、剛度分析和仿真驗證 ; 提出驅動力穩(wěn)定性性 能指標 , 結合力傳遞性和動平臺轉動能力性能指標 , 對 2RPU/UPR并聯(lián)機構進行了 尺寸優(yōu)化。最后 , 基于理論分析結果完成 5 自由度混聯(lián)機

5、器人的結構設計和樣機 研制。 在 2R1T位置型 2UPU/SP并聯(lián)機構基礎上 , 串接 2 自由度 AC調姿頭 , 組成 5 自由度混聯(lián)機器人。分析了 2UPU/SP并聯(lián)機構 2 轉軸的性質 , 結果顯示該機構具 有 2 條順序連續(xù)轉軸 ; 建立了 2UPU/SP并聯(lián)機構的運動學和動力學模型 , 并對其進 行了仿真驗證 ; 基于運動 / 力傳遞功率性能指標并綜合考慮規(guī)劃的工作空間 , 確定 了 2UPU/SP并聯(lián)機構關鍵尺寸 ; 最后 , 建立了 2 種分支形式的 5 自由度混聯(lián)機器人三維模型 , 并列出混聯(lián)機器人模塊化配置方案。 對設計的 3 種混聯(lián)機器人進行對比分析 , 以 2RPU/UPR+R+P5自由度混聯(lián)機器人為例展開實驗研究?；谖靼嘌?FAGOR CNC8070系統(tǒng)搭建 2RPU/UPR+R+P 自5 由度混聯(lián)機器人控制系統(tǒng) , 實現(xiàn)混聯(lián)機器人 5 軸聯(lián)動。 搭建加載平臺實現(xiàn) 2RPU/UPR并聯(lián)機構側向剛度對比實驗 , 基于遺傳算法辨 識分支桿長零點誤差 , 并完成球冠零件的加工實驗。