基于动力学指标的Delta高速并联机械手集成优化设计方法研究.pdf

基于动力学指标的咚俨⒘;凳旨成优化设计方法研究一级学科:学科专业:作者姓名:指导教师:机械工程机械制造及其自动化张利敏黄田教授梅江平副教授天津大学机械工程学院二灰荒晡逶
●,、
学位论文作者签名:多刍久纠年翴夕同签字日期:细/厂年歹月/特授权苤洼叁堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本学位论文作者完全了解苤注盘鲎索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得▲有关保留、使用学位论文的规定。导师签名:签字日期:◆。.哆/、
●▲、ⅲ●
中文摘要◆本文密切结合新能源、食品医药、现代物流等领域自动化生产线高速轻载搬运作业需求,在国家呒际跹芯糠⒄辜苹淖手拢芯炕诙ρе标体系的咚俨⒘;凳旨捎呕杓品椒ǎǜ仗宥ρЫS攵理原型样机开发,开展相关试验研究,验证所提出设计理论与方法的正确性和优轨迹规划分层递阶格式实现多个变量的集成优化设计方法,可同时保证系统的运动学、刚体动力学和弹性动力学性能。物理意义明确,可完整地揭示机构产生奇异位形的条件的特点。点。鉴于传动角与机器人性能代数特征紧密联系,可利用传动角直观描述机器模方法,在保证模型精度的前提下,可大幅度提高求解效率。在此基础上,提在综合性能试验方面,开展凳指涸靥匦院投匦允匝檠芯俊J▲尺度综合,弹性动力学建模与动态优化设计,运动规律优选等,并结合一台物有效性。全文取得如下创造性成果:在集成优化设计流程方面,提出一套按动态尺度综合、动态优化设计和最在动力尺度综合方面,建立机械手运动学和刚体动力学模型,提出一种兼顾运动学和刚体动力学特性的动力尺度综合方法,并在动力学评价指标、性能约束两方面形成特色:ζ兰壑副辍9乖炀哂屑蛟几袷降幕旌隙ρP停ㄒ辶俗饔迷诘支链驱动关节上惯性项和速度项负载力矩的动力学评价指标,具有形式简洁,阅茉际;谠硕а趴杀燃捌淠婢卣螅ㄒ辶肆嚼嗫占浯ǘ牵有几何意义直观,物理意义明确,可定量地描述机构的运动与力传递特性的优人的运动学性能。在动态优化设计方面,提出一种以子结构位移法为基础的线弹性动力学建出两种兼顾低能耗和高动态特性的动态设计方法,通过揭示结构参数、性能指标和约束条件之间的影响规律,综合出一组最优结构参数。在运动规律优选方面,提出一种以降低机械手残余振动为目标的运动规律优选方法,为机械手高速、高精度运行提供了重要保障。,●
●、■
验结果表明:该机械手负载特性和动态特性试验值与理论计算值具有良好的一致性,进而验证了刚体动力学和弹性动力学模型的有效性。本文研究成果对丰富和发展机器人机构学设计理论,并推进工程应用具有重要的理论和实用价值。关键词:高速并联机械手、动力尺度综合、弹性动力学、动态设计
‘’
,,·琩,.畉/.瓸瑃/瑆,/