3-RRR并联微动工作台精度保证技术研究

摘要

近年来，由于平面3-RRR并联微动工作台具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高等一系列优点，人们对其的研究日益增加。本文结合一种平面3-RRR并联工作台，在前人完成了理论分析、工作台研制以及结构优化设计等工作后继续对微动工作台的运动学、系统误差分析和控制策略等方面进行了研究。 论文首先提出了并联微动台伪刚体模型位姿反解、正解的方法，并在此基础上进行雅可比矩阵的计算，揭示工作台的运动性能。通过静力学进一步分析机构的静刚度；分析机构的动力学特性，为后续的运动控制和机构优化做准备。 随后建立微动工作台的误差模型，并对结构误差对工作台的影响进行了分析，对误差造成的影响给出了评价；还利用压电陶瓷的迟滞、蠕变等特性的研究成果，对驱动系统引起的误差进行分析。 最后提出并建立实验系统控制策略，利用Matlab对微动工作台进行运动学和控制仿真的实验，并依此实现了对工作台的简单控制。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章 绪论

1.1并联微动机器人的研究现状

1.1.1并联微动机器人概念及特点

1.1.2并联微动机器人的发展研究现状

1.1.3并联微动机器人的特点

1.2课题来源及主要研究内容

1.2.1课题来源与研究目的

1.2.2主要研究内容

第二章 运动学性能分析

2.1位姿分析

2.1.1伪刚体模型

2.1.2位姿逆解

2.1.3位姿正解

2.2雅克比矩阵

2.2.1雅克比矩阵简介

2.2.2雅克比矩阵的求解与奇异位形条件

2.3闭合回路位姿正解法

2.4本章小结

第三章静力学和动力学分析

3.1引言

3.2柔性铰链分析

3.2.1柔性铰链简介

3.2.2柔性铰链转动副刚度

3.3静力学分析

3.4动力学分析

3.4.1拉格朗日法介绍

3.4.2动力学模型的建立

3.5本章小结

第四章机构精度分析

4.1微动工作台结构尺寸变化对精度的影响

4.2仿真

4.3压电陶瓷驱动系统对工作台精度的影响

4.3.1压电陶瓷基本原理

4.3.2压电陶瓷基本特性

4.3.2压电陶瓷驱动器相关实验

4.4本章小结

第五章控制策略和实验分析

5.1运动学仿真

5.2实验装置及方法

5.2.1实验装置介绍

5.2.2实验方法简介

5.3实验数据分析

5.4实验

5.5本章小结

第六章总结

6.1总结

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表论文