一类空间平移的并联机器人的类型综合和优选方法研究（可复制）.pdf

一类空间平移的并联机器人的类型综合和优选方法研究方法中的三个关键环节分别做了详细地研究:岢鲆恢滞骋坏姆椒ɡ捶治摘要在最近的十年中,少自由度并联机器人机构的拓扑型综合研究取得很大的进展,提出了许多系统的拓扑型综合方法,揭示了大量的少自由度并联机器人的分支拓扑。然而实际在用的并联机器人机构的数目却非常少,阻碍其广泛应用的原因有很多,其中包括:估嘈偷亩嘌裕岩匝≡袷屎嫌操作任务的最佳机构方案;沟男阅苤副暌览涤谄渫仄死嘈汀⑶季和设计参数,难以设计。前者是并联机器人的比较和优选,后者是机构参数的优化设计。本文首先采用群论和微分几何方法创建了一类空间平移的并联机器人完整的机构,然后提出一个系统的方法来研究它们的优选问题,目的是为规定的操作任务选择一个最合适的机构方案。主要工作如下:首先,为完整地创建一类机构,并给出每个机构唯一的和明确的描述。依次实施三个工作:列举了一类的可用分支拓扑,它们都可以采用固定在静平台上的亟谧魑G亟冢菡庑┓种仄耸涑龅脑硕类型,它们可以分为及子群类、坝子群类和孔·拢琹,∞子流形类;三自由矢量系的独立方向数为依据,系统地分析了一类机构的驱动布局问题,它们所有可能的驱动布局分为六种,并采用坐标系无关的结构参数描述每种布局;引入共轭子群和共轭子流形的概念,按照对应的分支拓扑类型的装配条件,提出了一种新的理论方法来创建一个完整的机构。基于这些工作,形成一套完整的理论方法,用来确定任何一种可用分支拓扑组成的所有可能的机构,一类机构最终逐个被确定,每个机构都可以根据其分支拓扑类型、驱动布局类型和结构参数给以唯一的描述。然后,提出一种系统的优选方法,从这一类僦机构中为规定的操作任务选择一种最合适的机构方案。优选标准考虑了每个的全局条件指标、全局刚度指标和空间利用率指标。为提高优选效率,对提出的优选一类的运动学问题,并给出对应的运动分析软件,以避免单个机构的分析和大量的符号运算;岢鲆蛔楦咝У氖邓惴ㄈ范⊿纱锏摹⒘榛
的优选标准,以一类的一个子类峨永为例,按照提出的方法给关键词的工作空间及它们的边界,以及包含在它们内部的最大规则的灵活工作空间,以及快速计算的运动学指标;基于提出的数值算法,将优选过程中的两类优化问题转化为无约束的非线性问题,并采用全局收敛的优化方法来求解这些问题。最后,为得到数值的优选结果,定义了一个操作任务,并考虑植煌出了钟叛〗峁Mü疚牡慕峁胂喙匚南椎慕峁员群吞致郏梢匝证本文的结果是正确的,而且也是全面的。空间平移的并联机器人:类型综合;优选;驱动布局;共轭子群;共轭子流形;最大规则的灵活工作空间Ⅱ
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艇卯,所以动平台相对于静平台的自由度数为开。同时,在实数域吼希第滦髀并联机器人的定义及其分类标拭疵枋觯扛鎏囟ǖ墓阋遄甓杂ψ哦教ǖ囊桓鎏厥獾墓剐巍U庋幕迪低簆:,⋯,吒史酢2贰,瑉,肛,,拭中三个欧拉角他届力保持不变,那么动平台的广义坐标可以用Ⅳ转和平移运动,称为刚体的自由度T诘芽ǘ占洌桓龈仗宓淖茏杂啥仁怀,一般的并联机器人是由动平台虺莆D┒和静平台虺莆VЪ以及连接着它们的若干运动分支虺莆M组成..的机械系统。从机构学角度来讲,并联机器人属于封闭运动链机构。从这个定义上可以看出,一殷的并联机器人至少有两个分支支撑着动平台,而且每个分支上至少有一个关节是主动的蚯。一个刚体在空间具有多个方向的旋例如沿着笛卡尔系统的三个正交轴的平移运动和绕这些轴的旋转运动。所以,在所有驱动关节的作用下,,称厂为并联机器人的正运动学映射。如果并联机器人系统中存在某些约束作用,使得动平台所有构形的广义坐标的个分量保持不变,例如动平台的所有构形