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1、3-PPR并聯(lián)機(jī)器人自由度及運(yùn)動(dòng)特性研究,答 辯 人：張 軍,答辯時(shí)間：2014年06月05日,專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論,指導(dǎo)教師：謝志江,1.緒論,2.并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,3.并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,目 錄,4.并聯(lián)機(jī)器人工作空間分析,5.并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析,6.結(jié)論與展望,1 緒 論,課題來源及背景,課題來源及背景基于國家某大型激光裝置器工程建設(shè)中激光光學(xué)模塊的潔凈精密裝校項(xiàng)目。,1 緒 論,本文研究內(nèi)容,介紹了本課題的來源與背景，國內(nèi)外并聯(lián)機(jī)器人的 發(fā)展概況以及國內(nèi)外并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)以及工作 空間相關(guān)理論的研究情況。,對三自由度并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)進(jìn)行了介 紹，并運(yùn)用

2、螺旋理論分析了機(jī)構(gòu)的自由度進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì) 算以及對機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輸入的選取進(jìn)行了判別。,建立并聯(lián)機(jī)器人的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) 的正解和逆解進(jìn)行了分析，最后通過ADAMS軟件和Matlab 軟件對該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行仿真。,1 緒 論,本文研究內(nèi)容,對3-PPR并聯(lián)機(jī)器人工作空間的約束條件進(jìn)行了詳 細(xì)的分析，分別運(yùn)用數(shù)值法和計(jì)算機(jī)幾何輔助法對分析了 工作空間。,建立了3-PPR并聯(lián)機(jī)器人的拉格朗日動(dòng)力學(xué)模型， 并分別使用ADAMS軟件和Matlab軟件對該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng) 力學(xué)進(jìn)行了仿真分析。將仿真結(jié)果和該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)理論 模型求解結(jié)果進(jìn)行對比，從而驗(yàn)證了動(dòng)力學(xué)建模的正確性。,1 緒 論,本文技術(shù)路

3、線圖,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析,并聯(lián)機(jī)器人主要由定平臺、直流伺服電機(jī)、精密行星齒輪減速機(jī)、滾珠絲杠螺母副、十字交叉導(dǎo)軌副、連桿、滾珠軸環(huán)和動(dòng)平臺等組成。該并聯(lián)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)是伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，而滾珠絲杠上的螺母通過連接板帶動(dòng)滑塊的移動(dòng)。,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人工況分析,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人自由度分析,根據(jù)螺旋理論，可以得出3-PPR并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的每個(gè)運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)螺旋。,,,,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人自由度分析,兩螺旋的原部矢量和對偶矢量分別交叉相乘所求得的結(jié)果稱為螺旋互易積。如果兩個(gè)螺旋的互易積為零，

4、就稱這兩個(gè)螺旋分別為正螺旋和與這正螺旋相關(guān)的反螺旋。則可以求出三條支鏈各運(yùn)動(dòng)副的反螺旋：,,,,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人自由度分析,,,由螺旋理論知識可知，運(yùn)動(dòng)螺旋的反螺旋表示物體在實(shí)際三維空間中所受到的約束作用。3-PPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的三條支鏈分別都同時(shí)對動(dòng)平臺繞X軸和Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行了限制，即對X和Y軸產(chǎn)生約束力偶的作用，同時(shí)也對動(dòng)平臺沿Z軸的移動(dòng)進(jìn)行了限制，即對Z軸產(chǎn)生約束力的作用。因此該并聯(lián)機(jī)構(gòu)的公共約束 ， 。且機(jī)構(gòu)中不存在虛約束和局部自由度，即 。,,因此，3-PPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)有3個(gè)自由度，分別為沿X軸和Y軸的移動(dòng)，以及繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。其他的自由度均受到限制。,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人輸入選擇判別,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人輸入選擇判別,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人輸入選擇判別,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人輸入選擇判別,2 并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與自由度分析,并聯(lián)機(jī)器人輸入選擇判別,謝 謝！,