3-DOF并联机器人传动性能研究

论文摘要

本文主要对3-DOF并联机器人的传动性能作了比较深入详细的研究。本文主要涉及的内容包括3-DOF并联机器人的运动学位置反解分析,奇异位形分析,工作空间分析和传动性能分析,并借助于MATLAB软件进行了仿真。对3-DOF并联机器人位置反解分析采用了闭环矢量法,并建立了运动学方程得出了该并联机构的每根支链都有4个反解,因此该机器人具有64组反解;通过对运动方程求导得到机器人雅可比矩阵,在此基础上得到传动性能评价指标的表达式；通过对空间点条件判别条件,确定了3-DOF并联机器人的工作空间,并应用MATLAB软件对工作空间进行数值仿真；以Jacobian矩阵做为研究基础,分类研究了该并联机器人的运动学奇异问题；以全域条件数为传动性能衡量指标,对3-DOF并联机器人结构参数对其传动性能的影响进行模拟分析仿真,最后对3-DOF并联机器人借助于MATLAB通过反解搜索法进行结构参数优化设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 并联机器人的发展过程
• 1.2.1 国内外并联机器人的研究现状
• 1.2.2 机器人研究的发展趋势
• 1.3 并联机器人的发展与应用
• 1.3.1 并联机构的特点、应用及分类
• 1.3.2 并联机器人工作空间、奇异位形、传动性能研究现状
• 1.4 并联机器人的基本构成
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 3-DOF并联机器人运动学分析
• 2.1 引言
• 2.2 3-DOF并联机器人机构概述
• 2.3 3-DOF并联机器人位置反解分析
• 2.4 3-DOF并联机器人位置反解的数值算例
• 2.5 本章小结
• 第三章 奇异位形的分析
• 3.1 引言
• 3.1.1 奇异原理
• 3.2 奇异位形的分类
• 3.2.1 Ma和Angeles分类法
• 3.2.2 F.C Park分类法
• 3.2.3 Gosselin和Angeles的分类方法
• 3.3 3-DOF并联机器人雅克比矩阵
• 3.4 3-DOF并联机器人奇异位形分析
• 3.4.1 位形奇异形
• 3.4.2 边界奇异形
• 3.4.3 构型奇异形
• 3.5 本章小结
• 第四章 3-DOF并联机器人速度及工作空间分析
• 4.1 引言
• 4.2 3-DOF并联机器人速度分析
• 4.2.1 第i支链第一转动副的角速度分析
• 4.2.2 第i支链第二转动副的角速度分析
• 4.2.3 第i支链第三转动副的角速度分析
• 4.3 工作空间概述及分析
• 4.4 工作空间的判断方法及数值仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 3-DOF并联机器人传动性能分析
• 5.1 引言
• 5.2 传动性能的评价指标
• 5.3 3-DOF并联机器人雅克比矩阵及条件数
• 5.3.1 雅克比矩阵
• 5.3.2 条件数概述
• 5.3.3 全域条件数
• 5.4 结构参数优化
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目与发表的学术论文
• 一、参加的科研项目
• 二、发表的学术论文
• 致谢