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6-SPS型并联机器人的工作空间分析及奇异性研究

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第一章绪论

§1.1并联机器人的产生和发展

§1.2并联机器人的应用

§1.3并联机器人研究现状

§1.4并联机器人工作空间的研究现状

§1.5并联机器人的奇异性研究现状

§1.6选题的意义及本文主要的研究内容

§1.6.1选题的意义

§1.6.2本文主要研究内容:

第二章并联机器人的工作空间

§2.1并联机器人工作空间的定义与特点

§2.2影响并联机器人工作空间的因素:

§2.3工作空间分析的现有研究方法

§2.3.1“顶点空间”法

§2.3.2网格法

§2.4本章小结

第三章6-SPS型并联机器人的工作空间分析

§3.1并联机器人工作空间的定义

§3.2自由度的计算

§3.3影响并联机器人工作空间的因素

§3.3.1驱动连杆杆长的限制

§3.3.2运动副转角的极限限制

§3.3.3连杆的干涉限制

§3.4并联机器人工作空间的求解

§3.4.1并联机器人工作空间的对称性质

§3.4.2并联机器人工作空间的求解原理

§3.5本章小结:

第四章并联机器人工作空间的计算机仿真

§4.1计算机仿真概述

§4.1.1计算机仿真原理

§4.1.2仿真语言的发展

§4.1.3 MATLAB中的图形用户界面(GUI)简介及设计原则

§4.2并联机器人工作空间的计算机仿真

§4.2.1并联机器人的工作空间仿真程序的编制

§4.2.2仿真系统界面(Simulation System Interfaces SSI)的编制

§4.3本章小结

第五章并联机器人的奇异性分析

§5.1并联机器人的奇异性研究现状分析:

§5.1.1并联机器人奇异位形的划分

§5.1.2并联机器人奇异位形的分析理论

§5.2并联机器人位形奇异的判别

§5.2.1影响系数矩阵的建立

§5.2.2并联机器人在奇异位形时的瞬时螺旋运动

§5.3并联机器人奇异位形的原理

§5.3.1做螺旋运动的物体上点的速度关系

§5.3.2三点速度能合成螺旋运动的条件

§5.3.3物体作螺旋运动的充要条件

§5.3.4并联机器人位形奇异的原理

§5.4 6-3结构并联机器人奇异位姿

§5.4.1动平台平行于固定平台的奇异位形

§5.4.2二维转动下的奇异位姿

§5.4.3三维转动下的奇异位姿

第六章结束语

§6.1研究小结及创新点

§6.2需要进一步研究的问题

§6.3未来的研究方向与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致 谢

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摘要

本文以6-SPS型并联机器人为研究对象,首先对一种已知的6-3结构Stewart平台工作空间研究方法-“顶点空间法”,进行了分析和研究,结合6-SPS并联机器人自身机构对称性的特点,对并联机器人的工作空间对称性做了充分的论证。在分析了影响工作空间的约束前提下,通过三维积分方法对6-SPS并联机器人的工作空间进行了求解,得到了工作空间的形状和大小。其次,根据数学模型,借助于MATLAB软件平台,采用参数化设计和人机交互相结合的方法,编写了6-SPS型并联机器人的工作空间的仿真程序,并且分析了并联机器人不同结构参数对工作空间的形状和大小的影响;该仿真系统接口友好,操作简便,对于提高并联机器人的设计效率,合理选择机构参数及运动参数,有一定的价值。最后对现阶段并联机器人的奇异研究现状做了详细归类,并根据影响系数矩阵和螺旋理论,讨论了并联机器人的奇异原理。

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