一種三平移并聯(lián)機器人的運動性能與仿真研究.pdf

1、3-RCR三平移并聯(lián)機器人是并聯(lián)機器人中特殊的一種并聯(lián)機構(gòu)，其末端執(zhí)行器可以實現(xiàn)無轉(zhuǎn)動的三維平動。該并聯(lián)機器人具有運動支鏈少、承載能力高、結(jié)構(gòu)對稱、制造成本低、驅(qū)動易控制等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于微電子、精密加工、生命科學(xué)、以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。本文以3-RCR三平移并聯(lián)機器人為研究對象，主要對該并聯(lián)機器人進行運動學(xué)研究、動力學(xué)研究、運動性能方面的研究以及虛擬樣機的仿真研究。
　　首先，對3-RCR三平移并聯(lián)機器人的運動學(xué)進行研究。利用旋量理論

2、計算該并聯(lián)機器人的自由度數(shù)目和分布，并用修正的Kutzabach?Grubler自由度計算公式加以驗證，確定該并聯(lián)機器人的輸出是3T運動；并基于動坐標(biāo)系和固定坐標(biāo)系相互轉(zhuǎn)化的齊次坐標(biāo)變換矩陣，建立了位置方程，求得并聯(lián)機器人位置的正反解，通過MATLAB數(shù)值算例，驗證了該并聯(lián)機器人位置正解和位置反解的正確性；接著基于運動影響系數(shù)法對速度和加速度進行運動分析；并對3-RCR三平移并聯(lián)機器人進行機構(gòu)的解耦性分析。
　　其次，對3-RCR

3、三平移并聯(lián)機器人的工作空間進行研究?；诿商乜宸ǎ酶怕收摰碾S機抽樣將廣義隨機關(guān)節(jié)變量進行隨機組合，通過位置正解，搜索出3-RCR三平移并聯(lián)機器人的工作空間，然后基于數(shù)值搜索法，通過位置反解及位置坐標(biāo)的約束條件，搜索出該三平移并聯(lián)機器人的工作空間。結(jié)果表明，基于數(shù)值搜索法搜索出3-RCR三平移并聯(lián)機器人的工作空間，在求解的精度和圖形效果上都比蒙特卡洛法優(yōu)越。
　　然后，對3-RCR三平移并聯(lián)機器人的靜力學(xué)和動力學(xué)進行研究?；?/p>

4、虛功原理對該三平移并聯(lián)機器人進行靜力學(xué)分析，得到靜力傳遞方程，進而對該并聯(lián)機器人的驅(qū)動承載性能指標(biāo)進行研究；基于拉格朗日法，從系統(tǒng)能量守恒的觀點上建立了該三平移并聯(lián)機器人的動力學(xué)模型，并求解出了該三平移并聯(lián)機器人的拉格朗日動力學(xué)方程的顯示解。
　　最后，對3-RCR三平移并聯(lián)機器人的運動學(xué)和動力學(xué)進行仿真研究。利用PRO/E三維軟件和ADAMS虛擬樣機協(xié)同仿真技術(shù)，建立了3-RCR三平移并聯(lián)機器人的虛擬樣機模型，可以實現(xiàn)末端執(zhí)行器