Exechon并联机构运动学分析

摘要

本文对五自由度混联机器人Exechon的并联机构2-TPR&SPR运动学部分进行了理论分析研究,该并联机构为三自由度并联机构,本文研究的内容主要有:2-TPR&SPR并联机构运动学正解及逆解的求解、2-TPR&SPR并联机构的刚度分析及数值仿真、2-TPR&SPR并联机构的精度分析及数值仿真。
　　 针对2-TPR&SPR并联机构,本文首先分析了并联机构动平台的自由度数目及其性质,确定了该机构具有三个自由度分别为沿z轴的移动以及绕x、y的转动。
　　 采用解析法研究了该并联机构运动学正解和逆解问题。先建立了机构的位置闭环方程,在此基础上利用消元法,对机构位置正/逆解进行了分析,分别得到了一个24阶的多项式方程及位置逆解的显示表达,从而得到了机构位置分析的全部解答。
　　 基于螺旋理论分别得到了该机构的驱动雅克比矩阵和约束雅克比矩阵,进而获得机构的全雅克比矩阵,借助力与位移的对偶特性,建立起机构的刚度矩阵方程,获得机构的刚度矩阵,并对机构进行了刚度仿真。
　　 最后,综合考虑到了制造误差和安装误差,建立了该并联机构的位置误差模型,并进行了精度分析。