智能并联微执行器系统的性能研究

摘要

该论文以3-PTT型的三自由度并联微执行器系统为基础,对智能并联微执行器进行了运动学研究、工作空间研究和灵活度研究,分析了微执行器结构误差对位姿的影响,提出了误差补偿的实用方法.该文利用ANSYS工具对智能并联微执行器驱动机构的柔性铰链进行了分析与仿真,为并联微操作机器人整体性能测试及分析,即微执行器的位置空间、运动学、误差补偿提供了基础.最后论文对3-PTT微执行器的控制策略进行了研究,简要介绍了3-PTT智能并联微执行器控制系统的组成和利用VC语言离线编程对执行器的自动运行控制,进行智能微执行器末端指针在几何轨迹方面的自动运行,包括抬笔、落笔、行走过程,分析笔尖与载体接触时的刚度特点并采取相应措施,便其在书写字母文字方面达到了较好的效果.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1概述

1.2并联微操作机器人的特征

1.3并联微操作机器人国内外研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4本论文主要研究内容

1.5小结

第2章并联微执行器机构设计

2.1引言

2.2并联机器人机构分类

2.3机构选型

2.3.1常见的并联机构模型

2.3.2一般并联机构的选型原则

2.4智能3-PTT并联微执行器机构

2.4.1引言

2.4.2 3-PTT并联微执行器方案设计

2.5小结

第3章3-PTT微执行器的工作空间研究

3.1引言

3.2并联微执行器工作空间的影响因素

3.2.1驱动杆最大伸长量的限制

3.2.2运动副转角的限制

3.2.3杆件的运动干涉限制

3.3 3-PTT微执行器工作空间柱坐标搜索法

3.3.1圆柱搜索法基本步骤

3.3.2工作空间圆柱法搜索仿真

3.4 3-PTT微型执行器工作空间球坐标搜索法

3.4.1球坐标搜索法基本步骤

3.4.2工作空间球坐标搜索法仿真

3.5机构结构参数对工作空间的影响

3.6小结

第4章3-PTT微执行器的运动及灵活度研究

4.1引言

4.2并联机构位置运动学分析

4.2.1 3-PTT并联机构位置逆解分析

4.2.2 3-PTT并联机构位置正解分析

4.2.33-PTT并联机构位置正解问题解析解法

4.2.4并联微执行器未端位置正逆解方程

4.33-PTT并联机构位置正逆求解仿真

4.4 3-PTT微执行器的灵活度分析

4.5小结

第5章并联微执行器驱动机构性能研究

5.1引言

5.2微位移放大机构的结构特点

5.3基于柔性铰链的微位移放大机构设计

5.3.1柔性铰链的设计方法

5.3.2微位移放大机构设计实例

5.4微位移放大机构有限元分析仿真

5.4.1平面问题的有限元分析方法

5.4.2应用ANSYS软件的分析实例

5.5压电晶体驱动器

5.6小结

第6章智能并联微执行器误差研究与测试

6.1引言

6.2并联微执行器误差分析

6.3 3-PTT并联机构的误差分析

6.4并联微执行器误差补偿

6.4.1软件补偿法

6.4.2整体标定法

6.5误差修正及应用

6.6小结

第7章3-PTT并联微执行器控制研究

7.1概述

7.2控制系统的基本构成及控制策略

7.3小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢