【摘要】： 本文對含五桿閉鏈的并聯(lián)機構構型綜合問題，—種含五桿閉鏈的混合驅動六自由度并聯(lián)機構的正運動學位置求解、工作空間分析、精度設計、實體模型運動仿真及機構桿件干涉分析等問題進行了比較深入的研究。 針對平面機構構型創(chuàng)新設計問題，首次提出了機構設計方案的灰色模糊評判方法，并通過實例進行了分析驗證。對平面五桿閉環(huán)機構的類型、運動性能、拓撲特性等進行了深入分析。通過重點研究5R閉環(huán)機構與RPRPR閉環(huán)機構在并聯(lián)機構中的應用，綜合出了四種4自由度空間并聯(lián)機構、兩種5自由度空間并聯(lián)機構和兩種6自由度空間并聯(lián)機構的新構型。 對含五桿閉鏈的混合驅動六自由度并聯(lián)機構的運動學位置正解進行了求解。根據(jù)該六自由度并聯(lián)機構的幾何結構特點運用幾何分析和虛擬桿長相結合的方法建立起了其運動學數(shù)學模型，將求解并聯(lián)機構運動學位置正解歸結于求解一組具有強耦合性的多元非線性方程組的極值問題。首次提出了利用改進遺傳算法來直接優(yōu)化求解并聯(lián)機構的運動學正解的所有實數(shù)解，并通過計算灰色關聯(lián)度對求出的結果進行分組的方法。實例分析結果表明該方法簡單方便，求解精度高，完全可用于對不同結構形式的并聯(lián)機構正運動學問題求解。 根據(jù)該六自由度并聯(lián)機構具有對稱結構的特點，結合平面五桿機構的工作區(qū)間，運用頂點空間分析法分析了并聯(lián)機構的整體工作空間的形成過程。在分析制約并聯(lián)機構工作空間的約束條件的基礎上，基于位置逆解方程，通過邊界極值搜索法，給出了并聯(lián)平臺機構工作空間的二維表示圖及對應于不同z值的x—y平面內的工作空間截面形狀。采用有效圓柱體體積來衡量工作空間，詳細分析了平臺結構尺寸對工作空間體積的影響，給出了各參數(shù)對有效圓柱體體積的影響曲線。在運動學正、逆解的基礎上，對雅可比矩陣進行了研究，分析了該并聯(lián)機構的奇異性。 研究了并聯(lián)平臺機構的精度設計問題。通過考慮球鉸、回轉副間隙誤差隨機性的影響，在運動學逆解的基礎上，建立了該新型六自由度并聯(lián)平臺的實際誤差模型，并進行了誤差的蒙特卡洛模擬分析和誤差的靈敏度分析，對平臺的結構參數(shù)變化對誤差的影響進行了計算機仿真分析。提出了將精度綜合問題轉化為一個多目標多變量的非線性優(yōu)化問題，用混沌遺傳算法進行求解的方法，并給出了建立精度綜合的優(yōu)化數(shù)學模型的方法步驟。 用Pro／ENGINEER實體建模設計軟件建立了含五桿閉鏈的混合驅動6自由度并聯(lián)機構的實體模型，通過可視化運動仿真對并聯(lián)機構的干涉性問題進行了直觀分析和研究，為對整機的其它性能分析和優(yōu)化工作打下了基礎。
【圖文】：

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本文編號：2704095