三自由度结构冗余并联机构的运动特性及刚柔耦合分析

声明

致谢

1 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 并联机构研究现状

1.2.2 冗余并联机构研究现状

1.2.3 刚柔耦合并联机构研究现状

1.3 本文研究内容

2 机构的运动性能分析

2.1 三自由度结构冗余并联机构构型介绍

2.2 自由度分析

2.3 运动学反解分析

2.3.1 机构参数的确定

2.3.2 求解支链1的驱动参数

2.3.3 求解支链2和支链3的驱动参数

2.3.4 反解验证

2.4 奇异性分析

2.4.1 求解雅克比矩阵

2.4.2 机构的奇异图像

2.4.3 机构的奇异位置

2.5 工作空间分析

2.5.1 求解工作空间

2.5.2 工作空间分析

2.6 灵巧性分析

2.7 本章小结

3 冗余构件对机构运动特性的影响

3.1 机构的容错性分析

3.2 冗余杆件对机构工作空间的影响

3.3 冗余构件对机构奇异性的影响

3.4 机构规避奇异特性的仿真分析

3.5 本章小结

4 刚度分析与柔度建模

4.1 机构的刚度分析

4.2 机构的柔度分析

4.2.1 单条杆件分析

4.2.2 单条支链的柔度矩阵

4.2.3 整个机构的柔度矩阵

4.3 本章小结

5 仿真建模与刚柔耦合分析

5.1 建立机构的仿真模型

5.1.1 建立机构仿真模型

5.1.2 机构运动属性设置

5.1.3 柔性机构参数设置

5.2 探究不同杆件的柔性化对机构的影响

5.2.1 连杆1的柔性化

5.2.2 连杆2的柔性化

5.2.3 连杆3的柔性化

5.3 刚性连杆的参数化分析

5.3.1 参数化建模

5.3.2 刚性连杆的结构参数变化对机构驱动的影响

5.4 柔性连杆结构参数的变化对动平台的影响

5.4.1 参数设置

5.4.2 试验结果与结论

5.5 柔性连杆结构参数的变化对驱动的影响

5.5.1 对驱动关节P1的影响

5.5.2 对驱动关节P2的影响

5.5.3 对驱动关节P3的影响

5.6 有限元分析

5.6.1 有限元建模

5.6.2 静刚度分析

5.7 本章小结

6 动力学分析

6.1 全刚性模型的动力学分析

6.2 刚柔耦合模型的动力学分析

6.3 本章小结

7 样机制作

7.1 样机结构设计

7.2 样机电路控制设计

7.2.1 电机选型

7.2.2 控制系统

7.3 实例分析

7.3.1 太阳能跟踪任务

7.3.2 并联机床打磨任务

7.3.3 3D动感座椅动作模拟

7.4 本章小结

8 结论与展望

8.1 工作总结

8.2 研究展望

参考文献

附录A

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

独创性声明

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