一种三转一移4RPTR并联机构的运动学分析.pdf

摘要摘要随着空间并联机器人机构学理论、技术与应用的发展,空间少自由度并联机器人机构和传统的六自由度并联机器人机构相比,具有结构简单,设计、制造和控制成本都相对较低的特点,从而成为机器人领域新的研究热点。到目前为止,2、3自由度并联机器人机构的研究己基本成熟,而对于4、5自由度结构对称的并联机器人机构的研究仍处于起步阶段,还没有完善的适用于该类机构的运动学分析理论被提出,限制了该类机构在实际中的应用。本文以黄真教授提出的能够实现空间三维转动和沿z轴移动4个自由度的4一RPTR并联机器人机构为研究对象,对机构的运动学进行分析。论文首先分析了该机构的自由度和输入的合理性,针对机构的几何特点,建立了机构的约束方程,运用连续法对该机构的位置进行了求解,并进行了数值验证。运用虚拟机构法建立了机构的雅克比矩阵,并以此建立了机构的速度方程,绘制了在动平台匀速运动的情况下,机构的输入速度的变化规律曲线。基于MATLAB软件,借助机构的位置反解方程,利用计算机搜索法研究了机构在特定尺寸下的可达工作空间。又根据机构的雅克比矩阵,对机构的奇异位形进行了分析。最后以SolidWorks为平台,对机构进行了运动学仿真。关键词并联机构;位置正解;工作空间;奇异位形;雅克比矩阵燕山大学T学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofparallelrobotresearch,spatialimperfect-DOFparallelrobotshavereceivedmuchattentionfortheadvantagesoftheirsimplemechanism,lowcostindesigning,manufacturing,—DOFparallelmechanismisveryunbalanced,theresearchoftwo,three—DOFparallelmechanismhavebasicallybeenfinished,howevertheresearchoffour,five—parallelmechanismjustbegin,-RPTRfour-DOFparallelmechanism,analyzingthekinematicsofthemechanism,,thispaperanalyzetheDOFandtheinputrationalitiesofthemechanism,accordingtogeometricalqualityofthemechanism,settinguptherestrictequation,solvingthepositionofthemechanismwithcontinuationapproach,,establishingtheJacobianmatrixof4一RPTRparallelmechanismthoughthemethodcalledimaginarymechanism,thenestablishthevelocityequation,,,,;Directkinematics;Workspace;Singularity;Jacobianmatrix燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《一种三转一移4-RPTR并联机构的运动学分析》,是本人在导师指导下,在燕山大学攻读硕士学位期问独立进行