6-SPS并联微动机器人运动性能及评价方法研究

论文题目: 6-SPS并联微动机器人运动性能及评价方法研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 尹根

导师: 钱瑞明

关键词: 并联微动机器人,性能评价,运动解耦,模糊综合,柔性铰链,有限元分析

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 针对一种采用3-2-1正交布置形式的6-SPS并联微动机器人,运用微坐标变换原理对其进行运动学分析,推导出反映机构特性的速度雅克比矩阵,该矩阵是常数矩阵,并且该机构是运动解耦机构。在此基础上,利用拉格朗日方程法推导求解该微动机器人的速度、加速度性能指标以及工作空间性能。本论文利用螺旋理论建立并联微动机器人的静力学模型,推导出机构的力雅克比矩阵和承载能力指标。同时对微动机器人进行静刚度分析,推导机构的静刚度性能指标。精度是衡量并联微动机器人性能的重要指标。本论文运用微分思想将非线性问题局部线形化,建立了机构的几何误差模型,推导机器人的精度指标和误差敏感度指标。在综合归纳反映机构性能指标的基础上,本论文引入模糊综合评价方法,对所研究的6-SPS并联微动机器人建立一个三层次的模糊综合评价体系,以此来评价该并联微动机器人的整体性能。采用柔性铰链代替常规运动副能够提高微动机器人的精度。本论文从弹性力学角度出发设计柔性铰链,并用Pro/E软件构建并联微动机器人的实体模型。同时,本论文用有限元分析软件对该机器人进行运动仿真,结果表明该并联微动机器人是运动解耦的。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章绪论

1.1 引言

1.2 微细作业应具有的机能

1.3 微机器人及其发展现状

1.4 并联机器人研究现状

1.5 并联微动机器人研究现状

1.6 本论文主要研究内容

第二章 6-SPS 并联微动机器人运动学分析

2.1 6-SPS 并联微动机器人运动学分析基础

2.1.1 位姿描述和坐标变换

2.1.2 微坐标变换原理

2.2 并联微动机器人输入输出分析

2.2.1 微动机器人的几何模型

2.2.2 运动学正解

2.3 微动机器人的速度性能分析

2.4 微动机器人的加速度性能分析

2.5 本章小结

第三章并联微动机器人工作空间和静力学分析

3.1 工作空间分析

3.2 静力学分析

3.2.1 静力学模型

3.2.2 承载能力指标

3.3 静刚度分析

3.4 静刚度性能指标

3.5 本章小结

第四章 6-SPS 并联微动机器人的精度分析

4.1 几何误差建模

4.2 微动机器人的误差模型

4.3 敏感性分析

4.4 精度指标和敏感度指标

4.5 实际模型具体分析计算结果

4.6 本章小结

第五章并联微动机器人机构综合性能评价

5.1 模糊评价方法简介

5.2 并联微动机器人机构的性能指标和评价模型的构建

5.3 单因素模糊评价

5.4 多层次模糊综合评价

5.5 应用实例

5.6 本章小结

第六章柔性铰链设计和微动机器有限元仿真分析

6.1 柔性铰链简介

6.2 6-SPS 并联微动机器人实体建模

6.2.1 柔性铰链移动副设计

6.2.2 柔性铰链球面副设计

6.3 有限元方法简介

6.4 有限元方法运动仿真分析

6.5 本章小结

第七章结论与展望

7.1 论文总结

7.2 研究展望

致谢

参考文献

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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