两自由度空间对称并联机构的型综合及位置分析

摘要

并联机构机器人作为机器人学的一个重要分支，相对于传统的串联机器人具有结构稳定、刚度大、承载能力强、惯性小、精度高、响应速度快等优点，与串联机器人在结构和性能上形成互补。实际上，一些工程应用场合并不需要完全6自由度，因此对少自由度并联机构(2、3、4、5自由度)的研究便应运而生并得到了广泛的关注。与完全6自由度并联机构相比，少自由度并联机构具有结构简单、控制方便、制造容易、工作空间大等优点。
　　目前，世界上对3、4、5自由度并联机构作了大量的研究，得到了很多不同的机构，并在许多领域得到了成功的应用。对2自由度并联机构，很多学者也作了相关的研究，得到一些平面和球面并联机构，但具有对称结构的空间并联机构却很少。基于此，本论文对空间对称结构的2自由度并联机构作了相关的研究。首先，根据约束螺旋综合理论对空间对称2自由度并联机构的构型作了系统的综合，得到了一种空间一移动自由度和一转动自由度的2自由度并联机构2-zP(iRjRkR)N2、2-(iRjRkR)N2xRxR，及一种空间2转动自由度并联机构，2-xP(iRjRkR)N2。其次，对并联机构 N22? xP(iR jRkR)的位姿正反解进行了分析，得到了该机构的位姿反解方程和正解方程，并进行了数值验证。最后，建立了机构2-xP(iRjRkR)N2的三维模型并导入到运动仿真软件ADAMS进行运动学仿真，绘制出机构的位置和姿态曲线图。
　　本论文的研究丰富了空间对称少自由度并联机构的类型，为2自由度空间对称并联机构的理论研究和实际应用奠定了基础。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 并联机构的起源与发展

1.2并联机构的特性及应用

1.3 少自由并联机构的研究现状

1.4 本论文的选题意义及研究内容

第二章 空间对称两自由度并联机构的型综合

2.1 引言

2.2 约束螺旋理论型综合概述

2.3 两转动自由度空间对称并联机构型综合

2.4 一移动一转动两自由度并联机构型综合

2.5 本章总结

第三章 2-xP(iRjRkR)N2 并联机构的结构分析及位置分析

3.1 引言

3.2 姿态的描述方法

3.3 同伦迭代法简介

3.4 结构描述和坐标系的建立

3.5 原动件选取的判断

3.6位置反解分析

3.7 位置正解分析

3.8 本章总结

第四章 基于ADAMS的机构运动学仿真

4.1 引言

4.2 ADAMS软件简介

4.3 机构模型的建立

4.4 2-xP(iRjRkR)N2 并联机构的运动学仿真

4 .5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录A

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢